Cá voi sát thủ, cá mập và cá voi sát thủ giả ăn thịt cá voi. Cá voi sát thủ giả và cá voi sát thủ có thể săn cá voi theo gói. Con người phần lớn được coi là động vật ăn thịt chính của cá voi.
Do kích thước lớn và lớp da dày của nhiều loài cá voi, khiến những kẻ săn mồi tự nhiên, chẳng hạn như cá voi sát thủ và cá mập, rất khó giết và ăn thịt những con cá voi đã trưởng thành. Một số loài săn mồi tự nhiên của cá voi thường chọn săn cá voi con hoặc các loài cá voi nhỏ hơn, vì chúng dễ giết hơn.
Mặc dù việc săn bắt cá voi không còn được thực hiện ở nhiều quốc gia do luật bảo vệ động vật, nhưng việc đánh bắt cá quá mức, sử dụng thiết bị sonar, sự nóng lên toàn cầu và ô nhiễm môi trường do con người gây ra vẫn tiếp tục giết chết cá voi.
