Populasi global paus Sei diperkirakan hanya 54.000, sekitar seperlima populasi sebelum era perburuan ikan paus.[7] Penelitian tahun 1991 di samudera Atlantik utara menunjukan bahawa jumlah populasi paus Sei di daerah itu hanya 4.000.[60] Penelitian ini menggunakan kaedah pengukuran umum yang disebut "tangkapan per satuan usaha", yang mencuba untuk menarik kesimpulan tentang kelimpahan berdasarkan jumlah waktu dan usaha yang dibutuhkan untuk melokasi spesies pada pertanyaan. Metode ini dikritik pada komuniti ilmu pengetahuan dan tidak dianggap indeks kelimpahan ilmu pengetahuan sebenarnya.[61] Paus Sei dikatakan jarang ditemukan pada tahun 1960-an dan awal 1970-an di Norwegia utara, tempat jumlah yang banyak ditangkap pada akhir abad ke-19 melalui Perang Dunia II.[62] Satu penjelasan mungkin untuk hilangnya paus ini adalah karena paus tersebut terlalu banyak diambil,[62] sementara penjelasan alternatif adalah pengurangan dratis copepoda di Atlantik tenggara selama akhir 1960-an karena perubahan distribusi paus Sei.[63] Survey di selat Denmark menemukan 1.290 paus tahun 1987, dan 1.590 paus pada tahun 1989.[63] Tingkat populasi di Nova Scotia diperkirakan antara 1.393 dan 2.248, dengan perkiraan terkecil sebesar 870.[41]

Penelitian pada tahun 1977 menghasilkan perkiraan populasi sebesar 9.110 di samudera Pasifik berdasarkan data tangkapan per satuan usaha.[50] Besar populasi ini dibantah karena penangkapan paus yang dilakukan Jepun, dan terdapat tuntutan pada tahun 2002 bahwa populasi paus Sei di samudera Pasifik utara sebanyak 28.000 paus,[58] besar yang tidak diterima oleh komunitas ilmu pengetahuan.[9] Di perairan California, hanya terdapat satu kawasan tinjauan Paus Sei yang telah disahkan dan lima kemungkinan kawasan tinjau lain telah dicari dari tahun 1991 sampai tahun 1993 melalui kapal dan udara,[64][65][65][66] dan tidak terdapat penglihatan yang dikonfirmasi di Oregon dan Washington. Karena aktivitas perburuan ikan paus komersial, diperkirakan terdapat 42.000 paus Sei di Lautan Pasifik Utara.[50] Pada akhir periode eksploitasi (1974), jumlah paus Sei di samudera Pasifik utara berkurang antara 7.260 dan 12.620 paus.[50]

Di Belahan Selatan, perkiraan populasi paus Sei sebesar 9.800 sampai 12.000 ekor ikan paus. Perkiraan ini berdasarkan sejarah penangkapan dan tangkapan per satuan usaha di samudera belahan selatan.[60] IWC melaporkan perkiraan 9.718 paus berdasarkan data survey antara tahun 1978 dan 1988.[67] Karena penangkapan ikan paus komersial, diperkirakan terdapat 65.000 ekor ikan paus Sei yang hidup di belahan selatan.[60]