Косатка живет практически во всех океанах от Арктики до Антарктики. В водах Атлантического океана косатки встречаются везде от Шпицбергена до Антарктики. Часто заплывает и в Средиземное море. В водах Индийского океана косатки проживают вплоть до Австралии. Летом заплывают даже за полярный круг в Антарктические воды.

В Арктических морях распространены прерывчато. Так косатки встречаются в Баренцевом, Белом и Карском (западная и северо-западная часть) море, абсолютно не встречаясь в море Лаптевых и в Восточно-Сибирском море. Обитают касатки и на Дальнем Востоке в Японском, Охотском и Беринговом море возле полуострова Камчатка и Курильских и командорских островов. Чаще всего в этих местах косаток можно встретить возле лежбищ сивучей и тюленей в Авачинском и Олюторском заливе.