据生物学家研究发现，大型虎鲸在遇到座头鲸时都会避让，即使是体型相差悬殊的座头鲸也能让虎鲸胆战心惊。
虽然虎鲸和座头鲸都属于鲸目的哺乳动物，但它们之间存在着激烈的竞争关系。生态学家认为，这种竞争关系始于海豹。生活在极地海域的大型虎鲸和座头鲸都是海豹的天敌，它们常年在极地海域进行着互相的猎杀。由于虎鲸依赖于视觉来发现猎物，而座头鲸具有完美的聚能、方向能力和听觉能力，可以很快地掌握周围环境的变化，所以在争夺猎物的过程中，座头鲸优势更大一些。
此外，虎鲸和座头鲸还存在相互攻击的行为。一些科学家通过观察发现，在海底潜艇的噪音干扰下，虎鲸会主动寻找座头鲸的踪迹并试图将其攻击。而座头鲸也会通过发出高频声波来攻击虎鲸，以此来维护自己的地盘。