Čo sa týka potravy a stravovania vôbec, môžeme veľryby rozdeliť na dve skupiny. Na bezkosticovce, tie majú množstvo zubov, ktoré používajú na chytanie rýb, hlavonožcov a iných morských zvierat. Svoju potravu nežujú, jednoducho ju celú zhltnú. Medzi zubaté veľryby patria napríklad delfíny a vorvaňovité.
Oproti tomu kosticovce vôbec nemajú zuby, namiesto toho im z hornej čeľuste visia rohovinové pláty. Tieto pláty fungujú ako velikánske filtre, ktoré oddeľujú malé živočíchy od morskej vody. Do tejto skupiny patria vráskavec obrovský, vráskavec dlhoplutvý, veľryba grónska alebo vráskavec malý.
Na jedno otvorenie úst dokážu skonzumovať až 500 kilogramov planktónu a svoj denný príjem doplnia o pol milióna kalórii. V ústach dokážu udržať neuveriteľných 90 ton vody a potravy. Vodu, ktorú nasaje spolu s potravou následne vyvrhne cez zatvorené ústá.
Veľryby sú zástancami čiastočného hladovania. Síce nie úplne dobrovoľne, ale patrí k ich životu. Najviac planktónu sa nachádza v okolí Antarktického oceána, smerom k rovníku množstvo potravy pre veľryby klesá. A preto v čase hodovania sa snažia skonzumovať maximálne množstvo potravy. Po hodovaní sa presúvajú kvôli páreniu do teplejších subtropických vôd. Počas migrovania trpia nedostatkom potravy a niekedy sú až šesť mesiacov bez jedla.