Bien qu’elles soient assez grandes (jusqu’à 46 pieds/14 m), les baleines grises se nourrissent de petits vers benthiques et autres invertébrés. Grâce à une stratégie d’alimentation unique connue sous le nom d’alimentation par succion, les baleines grises mordent d’énormes bouchées de sédiments mous (sable ou boue) du fond marin, puis contractent les muscles de leur bouche et de leur gorge pour expulser l’eau et le sable, filtrant la nourriture avec leurs fanons. Cette stratégie d’alimentation est analogue à l’alimentation par filtration des autres grandes baleines à fanons. Ces baleines sont connues pour effectuer de très longues migrations entre les zones d’alimentation près des pôles et les zones de mise bas dans les lagons bien protégés des régions subtropicales. Mais contrairement aux autres grandes baleines, les baleines grises se nourrissent en cours de route.
Comme toutes les baleines, les baleines grises sont des mammifères et donnent naissance en direct à de grands baleineaux. Comme la femelle est chargée de fournir du lait à ses bébés et de les protéger, elle doit emmagasiner des réserves d’énergie supplémentaires et est par conséquent plus grande que les mâles. Tous les records de baleines grises (par taille) sont des femelles. Les mères baleines grises sont connues pour être particulièrement protectrices de leurs petits et il est arrivé qu’elles attaquent des bateaux qui menaçaient leurs bébés. Les baleineaux, en revanche, sont très curieux et s’approchent des bateaux pour les examiner. Ces comportements différents peuvent présenter des conflits potentiels pour les opérations de whale watching. L’orque est la seule espèce connue pour attaquer et manger des baleines grises (toujours des juvéniles).
La chasse commerciale à la baleine au cours des 17e-20e siècles (et peut-être même avant) a eu un effet extrêmement néfaste sur les populations de baleines grises. Les effectifs ont été réduits de manière si importante que la population de l’Atlantique Nord est aujourd’hui éteinte, et que la population du Pacifique Nord a failli s’éteindre au XXe siècle. Heureusement, grâce à une protection juridique complète aux États-Unis et au Mexique, la population de l’est de l’océan Pacifique a retrouvé environ 20 % de ses effectifs d’avant la chasse à la baleine et est maintenant stable. La population de l’ouest de l’océan Pacifique est toujours menacée d’extinction et on la croyait perdue jusqu’à sa redécouverte dans les années 1980. Le rétablissement et la protection continue dans le Pacifique oriental signifient toutefois que l’espèce dans son ensemble est désormais considérée comme moins préoccupante. Une gestion réussie et une protection attentive ont sauvé cette espèce du bord de la disparition.
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