madarak, emlősök és tengeri teknősök ezreit vakolták be a kiszivárgott olajjal. Spekulációk voltak arról, hogy a NOAA által 2010 februárjában rögzített cetfenekek és halálesetek növekedését tovább súlyosbította a kiömlés. Az ilyen széles körben elterjedt halálesetek tipikus okait, beleértve a morbillivírust és a vörös árapályból származó toxinokat, kizárták, és szokatlan volt a Brucella-fertőzés előfordulása az elakadt delfinekben, ami arra késztette a kutatókat, hogy gyanítsák, hogy a kiömlés szennyeződései a cetféléket sebezhetőbbé tették más környezeti veszélyekkel szemben. A Louisiana állambeli Barataria-öbölben élő delfinek 2013. decemberi vizsgálata azt találta, hogy nagyjából a fele rendkívül beteg; sokan szenvedtek tüdő-és mellékvese-rendellenességekben, amelyekről ismert, hogy az olaj expozíciójához kapcsolódnak. Mintegy 1400 bálnát és delfint találtak 2015 végéig, ami az érintett állatoknak csak egy kis százalékát jelenti. Bár az elhullott állatok száma elkezdett csökkenni, a delfinek termékenységének jelentős csökkenése továbbra is fennmaradt. Úgy gondolták, hogy a partraszállás jelenti a legnagyobb halálozási eseményt a Mexikói-öbölben.
Charlie Riedel-AP/. com
A madarak különösen érzékenyek voltak az olaj hatásaira, és sokan elpusztultak—az olaj elfogyasztása miatt, amikor megpróbálták megtisztítani magukat, vagy azért, mert az anyag megzavarta testhőmérsékletük szabályozásának képességét. A barna pelikán, amelyet nemrégiben veszélyeztetett fajként vettek fel, a leginkább érintett fajok közé tartozott. Egy 2014-es tanulmány szerint a barna pelikánok 12% – A és a nevető sirályok több mint 30% – a megsemmisült a kiömlés által sújtott területen. Egy másik 2014-es tanulmány szerint akár 800 000 madár is elpusztult. Még az olajjal közvetlenül nem szennyezett személyeket is érintette. Egy 2012-es tanulmány megállapította, hogy az öbölből Minnesotába tenyésztésre vándorolt fehér pelikánok olyan tojásokat termeltek, amelyek észrevehető mennyiségű vegyületet tartalmaztak, amelyek nyomon követhetők voltak a BP-kiömléshez. Iowában és Illinois-ban is találtak szennyező anyagokat tartalmazó tojásokat.
A kiömlés után életben talált állatokat rehabilitációs központokba szállították, majd megtisztításuk és orvosi értékelésük után olajmentes területekre engedték őket. Az Alabama és Florida öbölpartjain fészkelő tengeri teknősök utódaival kapcsolatos aggodalmak miatt a vadon élő állatok tisztviselői több ezer tojást ástak ki, és kikelték őket egy raktárban, hogy később szabadon engedjék őket az Atlanti-óceán partján. 2012 végére mintegy 1700 teknőst találtak holtan. A 2013 májusában kiadott hosszú távú műholdas nyomkövető tanulmány kimutatta, hogy a veszélyeztetett Kemp ridley tengeri teknősét valószínűleg súlyosan érintette, mivel preferált takarmányozási területe a kiömlés által károsított területen volt. Becslések szerint legfeljebb 65 000 veszélyeztetett teknős pusztult el csak 2010-ben, főleg az olajszennyezés következtében. Becslések szerint mintegy 300 000 teknős, amelyek közül néhány eredetileg a világ más részein élő tenyészpopulációkból származott, a kiömlés régiójában volt, amikor bekövetkezett, ami arra késztette a tudósokat, hogy rámutassanak a katasztrófa globális hatásaira.
A kisebb fajokra gyakorolt hatásokat nehezebb meghatározni. Számos hal – és gerinctelenfaj szaporodott az öbölben, és valószínűnek tartották, hogy egyesek engednek az olaj mérgező hatásainak. Egy 2014-es tanulmány kimutatta, hogy a kereskedelemben fontos halfajok, köztük a tonhal lárvái valószínűleg szívhibákat fejlesztettek ki az olajból származó policiklusos aromás szénhidrogéneknek (PAH-k) való kitettség után. A tengerfenék azon területei, amelyeket baktériumok melléktermékei borítottak be, lényegében halott zónák voltak; sok ülő organizmus megfulladt vagy megbetegedett az anyagtól, és a legtöbb mozgó organizmus elmenekült.
A mélytengeri kúttól 12 mérföldes (19 km) sugarú körön kívüli zátonyok nagyrészt érintetlenek voltak, de a bent lévők erősen stresszesek voltak. Laboratóriumi vizsgálatok azt mutatták, hogy az olaj és a diszpergálószerek megnehezítették a korallok szaporodását. Korall lárvák, amelyek kezdetben mozgékonyak, az érett korallokhoz sokkal csökkentett sebességgel kapcsolódnak az anyagoknak való kitettség után. A vizsgálatok azt is megállapították, hogy az olaj és a diszpergálószerek végzetesek voltak a rotiferekre, a gulf food weben létfontosságú mikroorganizmusokra. Egy 2016 februárjában megjelent modellezési tanulmány azt sugallta, hogy az olajfogyasztó mikrobák aktivitását negatívan befolyásolták más mikrobafajok virágzása, amelyek inkább a diszpergálószerekkel táplálkoztak. A kutatócsoport 2014. áprilisi missziója ökoszisztéma az olaj-és gázbevitel hatásai az öbölbe (ECOGIG) a tengeralattjáró fedélzetén Alvin—amely híresen részt vett a Titanic roncsainak kivizsgálásában—megjegyezte a tengerfenék olajozott területeinek ökológiai helyreállítását, bár az üledékmagokban kimutatható Olajszint ugyanaz maradt, mint négy évvel korábban.
azt remélték, hogy a tengeri fúrásokra vonatkozó előírások 2016 áprilisában kiadott, a kiömlés miatt szükségessé váló átfogó felülvizsgálata csökkenti a jövőbeli katasztrófák valószínűségét.