生活于暖温性大洋海区的中上层，主要分布在热带和温带海区，分布大约在南北纬30°-35°的范围内。也会有迁移行为，有时在北纬41°和南纬36.5°之间进行洄游。 在中国南海、台湾海峡、东海、黄海南部较为常见。虽然鲸鲨通常出现于近海地区，但其季节性的觅食活动偶尔会发生在几个沿岸地区，例如西澳大利亚的宁歌路珊瑚礁（Ningaloo Reef）、洪都拉斯、菲律宾的董索与八打雁（Batangas）及坦桑尼亚的奔巴岛与桑吉巴。虽然鲸鲨常出现于近海，不过人类也曾经在沿岸、潟湖、珊瑚礁、河口与运河发现它们的踪影。人类也曾经在700米深的海域发现过鲸鲨。 

菲律宾是世界上鲸鲨分布密度最高的地区。鲸鲨会在1月到5月之间聚集在菲律宾索索贡（Sorsogon，位于敦索尔）的浅海岸区。一些幸运的潜水人员也可以在塞舌尔与波多黎各发现鲸鲨群。知道它们会在9月至12月之间沿着墨西哥的下加利福尼亚州来移动，也有人发现鲸鲨在西马来西亚东海岸的天鹅岛（Tenggol Island）附近出没。有时候鲸鲨会与其他小型的鱼类一起出现，特别是䲟鱼。