ฉลามวาฬอาศัยอยู่ในทะเลเขตร้อนและเขตอบอุ่น ตามผิวทะเล นอกจากนี้ในฤดูที่มีปรากฏการณ์การรวมตัวกันของแหล่งอาหารใกล้แนวชายฝั่งสามารถพบฉลามวาฬได้เช่นกัน เช่น

• โกลด์เดน สพิต (Gladden Spit) ในประเทศเบลีซ
• แนวโขดหินนิงกาโล (Ningaloo Reef) ในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย ประเทศออสเตรเลีย
• อูตีลา (Útila) ใน ประเทศฮอนดูรัส
• โดนโซล (Donsol), พาซาจาโอ (Pasacao) และ บาตันกัส (Batangas) ในประเทศฟิลิปปินส์
• ชายฝั่งอิสลา มูเคร์เรส (Isla Mujeres) และอิสลา ออโบซ (Isla Holbox) ในยูคตัน (Yucatan) ประเทศเม็กซิโก
• อุทยานแห่งชาติอูจุงกูลอน ในประเทศอินโดนีเซีย
• โนซี บี (Nosy Be) ในประเทศมาดากัสการ์
• รอบแนวโขดหินโตโฟ (Tofo) ใกล้กับอินอัมบันเน (Inhambane) ในประเทศโมซัมบิก
• เกาะมาเฟีย (Mafia), เพมบา (Pemba) และ แซนซิบาร์ ในประเทศแทนซาเนีย

ถึงแม้ว่าโดยปกติแล้วจะพบอยู่ห่างจากชายฝั่ง แต่ก็มีการพบฉลามวาฬใกล้แผ่นดินเช่นกัน อย่างในทะเลสาบหรือเกาะรูปวงแหวนที่เกิดจากหินปะการัง และใกล้กับปากแม่น้ำ โดยมีพิสัยจำกัดอยู่ในเส้นรุ้งประมาณ ±30° ความลึกไม่เกิน 700 ม. และท่องเที่ยวเร่ร่อนไปทั่ว[3]