As baleias francas alimentam-se “filtrando” o alimento na superfície, num comportamento que se assemelha ao arrasto superficial de uma rede, em que o animal nada lentamente com a boca aberta, deixando a água fluir por entre as cerdas expostas que capturam aí os pequenos organismos que constituem seu alimento. A espécie é seletiva, buscando principalmente pequenos copépodos (Calanus, Microcalanus, Pseudocalanus, Oithoma e Metridia), além do krill Euphasia superba e Munida gregaria. A alimentação das baleias francas ocorre basicamente durante o verão, nas águas próximas da Convergência Antártica, sendo que há registros de concentrações alimentares a Oeste da Península Antártica de dezembro a abril, entre os 60º 40’ e os 64º 17’ de latitude Sul (o registro mais austral conhecido) e nas proximidades das ilhas Geórgias do Sul, estas aparentemente mais freqüentadas no final do verão até abril.
Observações realizadas por baleeiros japoneses em cruzeiros de avistagens indicaram padrões de distribuição sazonal de outubro a abril correspondentes a áreas situadas entre a Convergência Subtropical e a Convergência Antártica, “limites” fluidos que definem fronteiras entre zonas de características oceanográficas e ecológicas bastante distintas. Há, ainda, registros históricos de concentração sazonal de verão de baleias francas nos Bancos do Brasil, elevações do fundo marinho que se situam ao largo da costa do Sul do Brasil e onde os baleeiros norte-americanos buscavam a espécie até o século XIX. O comportamento de nadar com a boca aberta na superfície é raramente observado nas áreas costeiras de reprodução, inclusive em Santa Catarina, mas parece não estar associado à alimentação, já que ocorre na ausência das concentrações das espécies-presa; especula-se que tal comportamento nas zonas mais quentes possa estar associado à necessidade de termo-regulação, na qual o animal busca reduzir sua temperatura corporal pela exposição do tecido ricamente irrigado do céu da boca.
Ao findar-se o verão, as baleias francas deixam as áreas de alimentação nas latitudes mais frias e buscam as regiões costeiras onde se concentram para o acasalamento, a parição e amamentação dos filhotes nascidos no ano subseqüente à fecundação. Na costa do Brasil, tal área deve ter atingido em períodos históricos desde a divisa com o Uruguai no Arroio Chuí até pelo menos a Baía de Todos os Santos. Atualmente, a área de concentração restringe-se à Região Sul, com registros de alguns indivíduos efetuando-se, regularmente, ao longo do litoral Sudeste e no Banco dos Abrolhos (BA) pela equipe de pesquisa do Instituto Baleia Jubarte. Outras áreas de concentração reprodutiva conhecidas para a espécie no Atlântico Sul são a costa da Província de Chubut, Argentina, em especial os golfos da Península Valdés; na costa do Uruguai; na costa ocidental da África do Sul; o entorno das Ilhas Tristan da Cunha e a NE das ilhas Falkland/Malvinas. As baleias francas são animais relativamente lentos, atingindo cerca de 12 Km/h em deslocamento normal.
Estima-se que a gestação da espécie esteja em torno dos 12 meses, que corresponderia à sazonalidade de sua migração de retorno às áreas de reprodução, onde permanecem no inverno e primavera. A reprodução é poliândrica, ou seja, o acasalamento ocorre com diversos machos cortejando uma única fêmea, que tenta evitar a cópula posicionando-se na superfície com o ventre para cima, sendo que em águas brasileiras grupos de acasalamento são comumente avistados ao longo da costa do Rio Grande do Sul. Nos machos, os testículos (internos como em todos os cetáceos) podem ser muito pequenos em indivíduos juvenis (1 a 2 Kg), mas em adultos chegam a pesar cerca de 1.000 Kg – os maiores registrados no reino animal, provável conseqüência evolutiva de um regime de procriação em que o macho a deixar descendentes será o que conseguir, literalmente, lavar o esperma de outros machos competidores para fora do aparelho reprodutivo da fêmea, deixando apenas o seu depositado. A maturidade sexual é alcançada aproximadamente aos 6-7 anos e estima-se que a fêmea tenha o seu primeiro filhote aos 8-9 anos. Os filhotes nascem normalmente entre junho e dezembro, já com cerca de 5 metros de comprimento e um peso entre 4 e 5 toneladas; nas primeiras semanas de vida o filhote pode adquirir cerca de 50 Kg/dia de peso, graças ao leite rico em gordura proporcionado pela mãe. Pesquisas recentes realizadas na África do Sul indicam que a taxa de crescimento médio dos filhotes do ano está estimada em 2,8 centímetros/dia (+ 0,7 cm) e já na metade de outubro do ano de nascimento os filhotes podem atingir a metade do tamanho de suas mães. Em média, as fêmeas conhecidas nas áreas de reprodução têm um filhote a cada 3 anos.
As fêmeas e seus filhotes permanecem em zonas costeiras de pouca profundidade até o final da temporada reprodutiva; na Península Valdés, Argentina, as fêmeas acompanhadas de filhotes mantém-se preferencialmente ao longo da isóbata de 5 metros. No Brasil, estudos recentes realizados por pesquisadores do Projeto Baleia Franca indicaram uma maior abundância de baleias em profundidades de até 10 metros (Renault-Braga, 2014) e por enseadas dissipativas (Seyboth, 2013). Alguns filhotes passam todo o ano seguinte ao nascimento na companhia da mãe, separando-se desta somente no retorno à área de reprodução. Nas primeiras semanas de vida, o filhote passa cerca de 90% do tempo no entorno imediato da mãe, e apenas no final da temporada de inverno de seu nascimento passam a distanciar-se mais desta, explorando de forma mais independente o ambiente das proximidades; os filhotes de um ano, que retornam com a mãe para as áreas de reprodução, desligam-se dela nesta fase, com a mãe aparentemente tomando a iniciativa de afastar-se do filhote que então já é funcionalmente independente.
Os mergulhos mais demorados observados na espécie estão em torno de 20 minutos, muito embora quando de sua permanência nas áreas de reprodução a freqüência de emersão seja muito maior, assim como mais freqüente o repouso ou lenta movimentação à superfície, principalmente na companhia do filhote. As velocidades de deslocamento variam, embora estime-se que durante a migração sazonal estejam entre 5 a 12Km/h.
As baleias francas produzem sons registrados na faixa entre os 50 e 5000 Hertz e seu repertório acústico é composto por oito padrões sonoros básicos, com diferentes funções no contexto etológico da espécie, incluindo a comunicação inter-indivíduos; embora ainda indecifrados no seu significado particular, sabe-se que diferentes sons servem a distintos eventos de interação entre os animais e entre estes e seu ambiente. Usam sons na faixa dos 100 a 200Hz para comunicação de longa distância ou, no caso de pares de mãe e filhote, manter contato mesmo a distâncias menores. Tais sons podem atingir intensidades de 170-187dB(re 1mPa). Outros sons complexos, de finalidade ainda indefinida, são produzidos entre 50 e 1000Hz, e a sua emissão é mais intensa quando os animais estão mais ativos. No tocante à capacidade auditiva, é de se notar que as informações referentes a misticetos como a baleia franca ainda são fragmentárias e preliminares. Sabe-se, entretanto, que tais baleias são bastante sensíveis a sons inferiores a 1kHz, mas podem ouvir freqüências muito mais altas. É provável que possam não apenas reconhecer-se entre si pelos sons que emitem, mas ainda que possam reconhecer locais específicos do mar e da costa pelas qualidades específicas da acústica física desses locais.
Como em todos os grandes cetáceos, não se sabe ao certo a idade máxima alcançável pelas baleias francas. Entretanto, a avançada idade a que podem chegar as espécies da família Balaenidae é confirmada pelo achado de pontas de arpões primitivos no corpo de cinco baleias Bowhead (Balaena mysticetus) capturadas por esquimós do Alaska entre 1993, neste último ano sendo encontradas duas pontas 1980 e de arpão de pedra numa baleia macho de 16,7 metros de comprimento, capturada próximo à localidade de Wainwright a 30 de maio de 1993. Tais pontas de arpão não são mais utilizadas pelos baleeiros aborígenes desde 1920, significando que a baleia de Wainwright teria certamente mais de 73 anos e possivelmente cerca de 80 anos; não há razão plausível para supor que as baleias francas austrais tenham longevidade menor. No Atlântico Norte, vale mencionar, uma baleia franca boreal (Eubalaena glacialis) identificada por fotografias em 1935 e novamente em 1992 comprovou uma idade mínima de 62 anos.