tuhannet linnut, nisäkkäät ja merikilpikonnat saastuivat vuotaneesta öljystä. Spekuloitiin, että vuoto pahensi entisestään NOAA: n helmikuussa 2010 kirjaamaa piikkiä valaiden rantautumisessa ja kuolemissa. Tyypilliset syyt tällaisiin laajalle levinneisiin kuolemantapauksiin, mukaan lukien morbillivirus ja punaisten vuorovesien myrkyt, suljettiin pois, ja siellä oli epätavallista Brucella-tartunnan esiintymistä pulaan joutuneissa delfiineissä, minkä vuoksi tutkijat epäilevät, että vuodon epäpuhtaudet olivat tehneet valaista alttiimpia muille ympäristövaaroille. Joulukuussa 2013 Louisianan Barataria Bayssa tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että noin puolet delfiineistä oli erittäin sairaita; monet kärsivät keuhko-ja lisämunuaishäiriöistä, joiden tiedetään olevan yhteydessä öljyaltistukseen. Vuoden 2015 loppuun mennessä noin 1 400 valasta ja delfiiniä oli löydetty rantaan ajautuneina, mikä on vain pieni osa tartunnan saaneista eläimistä. Vaikka kuolleiden eläinten määrä oli alkanut vähentyä, delfiinien hedelmällisyys väheni edelleen huomattavasti. Rantojen ajateltiin edustavan suurinta kuolevuutta Meksikonlahdella.
linnut olivat erityisen alttiita öljyn vaikutuksille, ja monet menehtyivät—kun ne söivät öljyä yrittäessään puhdistaa itseään tai koska aine häiritsi niiden kykyä säädellä ruumiinlämpöään. Ruskopelikaani, joka äskettäin poistettiin uhanalaiseksi lajiksi, oli yksi pahiten kärsineistä lajeista. Vuonna 2014 tehdyssä tutkimuksessa arvioitiin, että ehkä 12 prosenttia ruskopelikaaneista ja yli 30 prosenttia vuodon kohteeksi joutuneen alueen nauravista lokeista oli pyyhitty pois. Toisen vuonna 2014 tehdyn tutkimuksen mukaan jopa 800 000 linnun luultiin kuolleen. Se vaikutti jopa henkilöihin, jotka eivät olleet suoranaisesti saastuneet öljystä. Vuonna 2012 tehdyssä tutkimuksessa selvisi, että Persianlahdelta Minnesotaan lisääntymään siirtyneet valkoiset pelikaanit tuottivat munia, jotka sisälsivät havaittavia määriä yhdisteitä, jotka olivat jäljitettävissä BP-vuotoon. Kananmunia, joissa oli jäämiä epäpuhtauksista, löydettiin myös Iowasta ja Illinoisista.
vuodon jäljiltä elävänä löydetyt Eläimet kuljetettiin kuntoutuskeskuksiin, ja puhdistamisen ja lääketieteellisen arvioinnin jälkeen ne päästettiin öljyttömille alueille. Huoli Alabaman ja Floridan rannikoilla pesiytyneiden merikilpikonnien jälkeläisistä sai villieläinviranomaiset kaivamaan ylös tuhansia munia ja hautomaan niitä varastossa myöhempää vapautusta varten Atlantin rannikolla. Vuoden 2012 loppuun mennessä noin 1 700 kilpikonnaa oli löydetty kuolleina. Toukokuussa 2013 julkaistu pitkän aikavälin satelliittiseurantatutkimus osoitti, että uhanalainen Kempin Ridley-merikilpikonna kärsi todennäköisesti pahoin, koska sen ensisijainen ravinnon etsintäalue oli vuodon vaurioittamalla alueella. Arviolta jopa 65 000 uhanalaista kilpikonnaa oli kuollut pelkästään vuoden 2010 aikana, enimmäkseen öljysaastumisen seurauksena. On myös arvioitu, että noin 300000 kilpikonnaa, joista osa oli alun perin peräisin siitospopulaatioista muualla maailmassa, oli vuodon alueella, kun se tapahtui, mikä johti tutkijat huomauttamaan katastrofin maailmanlaajuisista vaikutuksista.
vaikutuksia pienempiin lajeihin oli vaikeampi määrittää. Persianlahdella kuti lukuisia kalalajeja ja selkärangattomia, ja pidettiin todennäköisenä, että osa menehtyisi öljyn myrkyllisiin vaikutuksiin. Vuonna 2014 tehty tutkimus osoitti, että kaupallisesti tärkeiden kalalajien, tonnikala mukaan luettuna, toukat saivat todennäköisesti sydänvikoja altistuttuaan öljystä polysyklisille aromaattisille hiilivedyille (PAH-yhdisteet). Bakteerien sivutuotteilla päällystetyt merenpohjan alueet olivat käytännössä kuolleita vyöhykkeitä; monet istumatyöntekijät olivat tukehtuneet tai sairastuneet aineeseen,ja useimmat liikkuvat eliöt olivat paenneet.
19 kilometrin säteellä syvävesikaivosta olevat riutat ilmestyivät suurelta osin vahingoittumattomina, mutta sisällä olevat olivat hyvin stressaantuneita. Laboratoriotutkimusten mukaan öljy ja dispergointiaineet vaikeuttivat koralli lisääntymistä. Koralli toukat, jotka ovat aluksi liikkuvia, kiinnittynyt täysikasvuisiin koralli paljon vähemmän vauhtia jälkeen altistuminen aineille. Kokeet osoittivat myös, että öljy ja dispergointiaineet olivat kohtalokkaita rotifereille, mikro-organismeille, jotka ovat elintärkeitä Persianlahden ravintoverkolle. Helmikuussa 2016 julkaistun mallinnustutkimuksen mukaan öljyä syövien mikrobien toimintaan vaikuttivat negatiivisesti muiden mikrobilajien kukinnot, jotka suosivat dispergointiaineita ravinnokseen. Tutkimusryhmä Ecosystem Impacts of Oil and Gas Inputs to the Gulf (ECOGIG) teki huhtikuussa 2014 tutkimusmatkan alvinilla, joka oli tunnetusti osallistunut Titanicin hylyn tutkimiseen, ja havaitsi, että merenpohjan öljytyt alueet ovat elpyneet ekologisesti, vaikka sedimenttisydämissä havaittavat öljypitoisuudet pysyivät samoina kuin neljä vuotta aiemmin.
toivottiin, että vuodon johdosta annetut ja huhtikuussa 2016 annetut laajat muutokset offshore-porausasetuksiin vähentäisivät tulevien katastrofien todennäköisyyttä.