Cá voi xanh đang được bảo vệ khỏi nguy cơ tuyệt chủng thông qua một số phương pháp bảo tồn, chẳng hạn như được liệt kê và bảo vệ theo Đạo luật về các loài có nguy cơ và Đạo luật về các loài nguy cấp. Các luật này bảo vệ cá voi xanh theo luật pháp quốc tế và cấm giết chúng.
Cá voi không chỉ được bảo vệ theo Đạo luật về các loài nguy cấp và Đạo luật về các loài nguy cấp, chúng còn được bảo vệ bởi các tổ chức như Ủy ban săn bắt cá voi quốc tế, Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế và Công ước về buôn bán quốc tế các loài nguy cấp của Động thực vật hoang dã. Trong khi đó, một số tổ chức phi lợi nhuận giúp nâng cao nhận thức về hoàn cảnh của cá voi xanh, cũng như tài trợ cho các nỗ lực bảo tồn. Trong số các tổ chức từ thiện này có Hiệp hội Bảo tồn Sea Shepherd và tổ chức Save the Whales. Các tổ chức này đang cố gắng kêu gọi các nhà lập pháp đàn áp nạn săn bắt cá voi bất hợp pháp và thay thế bằng du lịch sinh thái. Hơn nữa, theo Tổ chức Thủy sản và Đại dương Canada, một chiến lược phục hồi các loài cá voi lớn đang được thực hiện.
Theo tổ chức Save the Whales, chỉ có 1.200 đến 1.700 con cá voi xanh còn lại ở Bắc Thái Bình Dương và chỉ còn lại 9.000 con ở Nam bán cầu. Đây là một phần nhỏ của con số chỉ sống cách đây vài trăm năm. Cả hoạt động săn bắt cá voi bất hợp pháp và những thay đổi về môi trường đều ảnh hưởng tiêu cực đến những loài động vật có vú này.
