Bien qu'observés dans tous les océans et mers du monde, les orques sont plus abondantes dans les eaux froides, souvent plus productives, des deux hémisphères. L'espèce est généralement observée à moins de 800 km des principaux continents. Localement, les orques peuvent être observées saisonnièrement ou tout au long de l'année.

Océan Atlantique et mers annexes

Dans l'Atlantique Nord, les orques sont régulièrement observées le long des côtes du Groenland, d'Islande, de la Mer de Barents de Norvège, des Iles Féroé, de Grande Bretagne et le long de celles d'Europe continentale (France, Hollande, Belgique, Danemark )et d'Afrique. Elles sont aussi observées dans la partie Nord-Ouest de l'Atlantique, et de la Baie de Fundy (Canada) jusqu'à l'équateur, Golfe du Mexique inclus.

Océan Pacifique Nord

Dans l'Océan Pacifique, les orques se rencontrent dans la partie est de la Mer de Bering, notamment autour des Iles Aléoutiennes (Alaska). De fortes concentrations sont signalées le long des côtes Nord-est du Pacifique. Leur présence est régulièrement mentionnée dans les eaux tropicales du Pacifique et autour des Iles Galapagos (Equateur). Dans le Nord-Ouest Pacifique, l'espèce est observée le long des côtes de l'ex-URSS  et du Japon. Les orques sont abondantes en Baie de Monterey, Californie.

Hémisphère Sud

Dans l'hémisphère Sud, de fortes concentrations sont signalées en Antarctique en bordure de banquise, notamment dans la Mer de Ross et la Mer de Wedell. Dans l'Océan Indien, les orques sont régulièrement observées autour de l'Archipel Prince-Edward, et des Iles Saint Paul et Amsterdam. Les orques sont présentes au Sud de l'Amérique méridionale, notamment en Terre de Feu, et en Patagonie. On signale également l'espèce en Afrique du Sud , Nouvelle Zélande, et en Australie.

La population effective mondiale est encore inconnue pour l'orque. Seules quelques estimations régionales sont disponibles :