Das Sternbild Walfisch (lateinisch: Cetus) ist seit der griechischen Antike bekannt. Es repräsentiert das Seeungeheuer, welches Poseidon zur Strafe für die prahlerische Eitelkeit der Königin Cassiopeia auf die Küste ihres Königreiches losließ. Es versenkte daraufhin Handelsschiffe und Fischerboote, zerstörte Häfen und überspülte die fruchtbaren Küstenebenen mit Meerwasser, so dass die Ernte zugrunde ging. Der verzweifelte König wandte sich Rat suchend an das Orakel von Delphi und erfuhr dort, dass er seine Tochter Andromeda dem Ungeheuer opfern müsse, um den Zorn Poseidons zu besänftigen. Andromeda wurde daraufhin an die Küstenfelsen von Jaffa gekettet, um dort von dem Ungeheuer gefressen zu werden. Dieses näherte voller Vorfreude seinem Festmahl, als der Held Perseus auf seinem geflügelten Pferd Pegasus erschien, die für Andromeda bedrohliche Situation mit einem Blick erfasste und so handelte, wie sich das für einen ordentlichen Helden gehört: Er tötete das Ungeheuer, löste Andromedas Ketten, verliebte sich dabei und heiratete sie umgehend.

Das Seeungeheuer wird heute zwar als Walfisch bezeichnet, aber ebensowenig wie der Wal ein Fisch ist ist dieses Seeungeheuer ein Wal. In den alten Sternkarten erscheint Cetus als ein Ungetüm mit einem klobigen Kopf und mächtig bezahnten Kiefern, welches seine krallenbewehrten Vorderpranken auf dem Ufer eines Flusses aufstützt, während der schuppige geringelte Schwanz im Wasser liegt und in einer Schwanzflosse endet. So sieht kein Wal aus. Cetus erscheint als ein Mischwesen, ähnlich dem im Sternbild Steinbock, welches auf alten Karten als eine Ziege mit Fischschwanz zu sehen ist.
Die Ursprünge des Sternbilds Walfisch liegen daher wohl in der Astronomie des Zweistromlands, zwei Jahrtausende vor der griechischen Klassik.

Das Sternbild Walfisch ist am besten im Winter während der ersten Nachthälfte zu beobachten. Es wird im Westen vom Wassermann, im Norden von den Fischen und dem Widder, im Osten vom Stier und dem Eridanus und im Süden von den Sternbildern Fornax und Sculptor begrenzt. Der Kopf liegt nördlich des Himmelsäquators direkt unterhalb des Widders, der mächtige Leib und der Schwanz liegen südlich des Himmelsäquators.
In der Liste der Sternbilder ist der Walfisch das Viertgrößte, es nimmt am Himmel eine Fläche von 1231 Quadratgrad ein.

Der hellste Stern in diesem Sternbild ist mit 2,0 m Deneb Kaitos (Beta Ceti). Er wird auch Diphda genannt. Deneb Kaitos liegt im Schwanz des Walfischs. Der 2,8 m helle Baten Kaitos (Alpha Ceti) ist der zweithellste Stern im Sternbild, er heißt auch Menkar und liegt im Kopf des Walfischs. Nur 15 Bogenminuten nördlich von Menkar befindet sich der 5 m helle Stern 93 Ceti, trotz ihrer scheinbar großen gegenseitigen Nähe bilden diese beiden Sterne kein echtes Doppelsternsystem.
4,7° westlich von Menkar liegt der 3 m helle Doppelstern Gamma Ceti. Die beiden Partner (blauweiß und weiß) stehen in 2,7 Bogensekunden Abstand voneinander. 14,5° östlich von Deneb Kaitos steht der 3,5 m helle Stern Tau Ceti. Er ist einer der nächsten Sterne unserer Sonne, nur 16 Lichtjahre von uns entfernt
Der berühmteste Stern im Sternbild Walfisch ist Mira (Omicron Ceti). Mira ist ein langperiodisch veränderlicher Roter Riese, dessen Helligkeit regelmäßig zwischen 2,5 m und 9 m schwankt, mit einer Periode von 300 ... 350 Tagen. Im Minimum entspricht seine Leuchtkraft der unserer Sonne, im Maximum werden 250 Sonnenleuchtkräfte überschritten.

Menkar zeigen gemeinsam mit Gamma Ceti, My Ceti, Ny Ceti sowie Xi1 und X2 Ceti die Position des klobigen Kopfes. Delta Ceti und Mira bilden den Hals, Tau Ceti und Zeta Ceti die Brust, Ypsilon Ceti die eine und Epsilon mit Pi Ceti die andere Vorderpranke. Den Rücken sehen wir bei Theta Ceti und Eta Ceti. Phi 1 und Phi 2 Ceti, Deneb Kaitos und Iota Ceti bilden den Schwanz. Ca 3° südlich von Gamma Ceti liegt die Galaxis M77. Sie hat einen hellen Kern, der schon im kleinen Fernrohr gut sichtbar ist. Größere Fernrohre zeigen auch die Halo dieser Galaxie. Ca 3° südlich von Deneb Kaitos liegt die ausgedehnte, aber lichtschwache Galaxis NGC 247. Für ihre Beobachtung benötigt man Fernrohre großer Öffnung und einen klaren, dunklen Himmel.
Das Sternbild Walfisch liegt an unserem Himmel abseits der Milchstraße mit ihren dichten Sternhaufen und Dunkelwolken, welche das Licht dahinter liegender Galaxien abdecken. Wenn man Fernrohre großer Öffnung zur Verfügung hat, kann man im Sternbild Walfisch viele ferne, aber lichtschwache Galaxien beobachten.