Zatoka Wielorybia () – zatoka w obrębie Lodowca Szelfowego Rossa na północ od Wyspy Roosevelta, u wybrzeży Antarktydy.
Geografia Zatoka ta stanowiła naturalne wcięcie w lodowcu szelfowym pokrywającym południową część Morza Rossa, utworzone wskutek nierównomiernego wzrostu lodowca. Była ona położonym najdalej na południe naturalnym portem na Ziemi (w miesiącach letnich). W 1934 roku ekspedycja Byrda odkryła, że leży ona na styku dwóch systemów lodowcowych, których ruch zaburza przeszkoda w postaci Wyspy Roosevelta. Ruch lodowca stale zmieniał kształt i rozmiary zatoki. W 1911 roku miała ponad 16 km szerokości, do lat 50. XX wieku stopniowo zwężała się, aż bariery lodowe z dwóch stron zderzyły się i oderwały od czoła lodowca. W 1987 roku od lodowca oderwała się góra lodowa B-9 o wymiarach 154×35 km i powierzchni 4750 km² (większa niż Majorka), całkowicie niszcząc Zatokę Wielorybią.