Ogólnoświatowe badania nad orkami rozpoczęły się w latach 60 i 70' XXw. Ponieważ jest to gatunek wybitnie kosmopolityczny i zasięgiem występowania obejmuje globalne wody wszechoceanu, w badania nad orkami zaangażowali się badacze z wielu krajów. Najbardziej liczne populacje występują w północnych wodach Atlantyku (wybrzeża Norwegii i Islandii) oraz u wschodnich wybrzeży Pacyfiku (od Alaski, przez Kolumbie Brytyjską po Meksyk). Mniejsze stada orek wędrownych występują na całym świecie, jednak największe ich zagęszczenie jest u wybrzeży Patagonii, Nowej Zelandii oraz Japonii. Zwierzęta te preferują chłodniejsze wody, gdzie głębokość nie przekracza 200 metrów, jednak Orki oceaniczne podejmują dalekomorskie wędrówki oddalając się znacznie od wybrzeży. Zwierzęta te podejmują również sezonowe migracje za zdobyczą, którą najczęściej są stada łososi, ławice śledzi oraz kolonie uchatek i słoni morskich. Stwierdzono również migracje w ciepłe wody w sezonie rozrodczym wielorybów, gdzie orki polują na nowonarodzone cielęta humbaków i wali szarych.

Orki są tuż po ludziach najszerzej rozprzestrzenionym gatunkiem na Ziemi.