Paus biru adalah rorqual (keluarga Balaenopteridae), sebuah keluarga yang mencakup paus bungkuk, paus sirip, paus Bryde, paus sei, dan paus minke. Keluarga Balaenopteridae diyakini telah menyimpang dari keluarga lain dari suborder Mysticeti sejak Oligocene pertengahan (28 Ma yang lalu). Garis keturunan paus biru menyimpang dari rorqual lainnya selama Miosen, antara 7,5 dan 10,5 juta tahun yang lalu. Namun, aliran gen antara spesies tampaknya telah berlanjut di luar tanggal itu. Paus biru memiliki keragaman genetik terbesar dari paus balen, dan keragaman yang lebih tinggi daripada rata-rata di antara mamalia modern. Paus biru yang paling dikenal secara anatomi adalah fosil paus biru parsial di Italia selatan, antara 1,25 dan 1,49 juta tahun yang lalu. Analisis genetika yang dilakukan terhadap paus biru dan paus biru secara bertahap menunjukkan bahwa mereka telah mencapai jarak yang lebih dekat dari paus biru dan paus biru yang ditemukan di tempat-tempat lain. Analisis DNA yang dilakukan pada paus biru dan paus biru secara bertahap menunjukkan bahwa mereka telah mencapai jarak yang lebih dekat dari paus biru dan paus biru yang ditemukan di pulau-pulau lain, termasuk paus-pisit.
Paus bungkuk, paus sirip, paus Bryde, paus sei, dan paus minke