何千もの鳥、哺乳類、ウミガメが流出した油で埋め尽くされた。 2010年2月に始まったNOAAによって記録された鯨類の隆起と死亡の急増は、流出によってさらに悪化したという憶測がありました。 モルビリウイルスや赤潮からの毒素を含むこのような広範な死亡者の典型的な原因は除外され、孤立したイルカではブルセラ感染の異常な発生率があり、研究者は、流出からの汚染物質が鯨類を他の環境の危険に対してより脆弱にしたと疑うように導いた。 ルイジアナ州バラタリア湾で生きているイルカの2013年の研究では、約半分が非常に病気であり、多くは油暴露に関連することが知られている肺および副腎障害に苦しんでいたことが分かった。 2015年末までに約1,400頭のクジラとイルカが座礁しているのが発見されており、これは影響を受けた動物のほんのわずかな割合を表しています。 死んだ動物の数は減少し始めていたが、イルカの繁殖力の大幅な減少は持続した。 これは、strandingsはメキシコ湾で発生する最大の死亡イベントを表していると考えられていました。
鳥は油の影響に対して特に脆弱であり、多くは自分自身をきれいにしようとしたとき、または物質が体温を調節する能力を妨害したために油を摂取 最近絶滅の危機に瀕している種として上場廃止された茶色のペリカンは、最も影響を受けた種の一つでした。 2014年の研究では、おそらく12％の茶色のペリカンと流出に見舞われた地域の笑いカモメの30％以上が一掃されたと予測されていた。 別の2014年の研究によると、最大800,000羽の鳥が死亡したと考えられていました。 石油に直接汚染されていない個人でさえ影響を受けました。 2012年の研究では、繁殖のために湾からミネソタ州に移住した白いペリカンが、BP流出に追跡可能な識別可能な量の化合物を含む卵を生産していたと判断された。 汚染物質の痕跡を含む卵は、アイオワ州とイリノイ州でも発見されました。
流出後に生存していることが判明した動物はリハビリ施設に輸送され、清掃および医学的評価を受けた後、無油地域に放出されました。 アラバマ州とフロリダ州の湾の海岸にネストウミガメの子孫についての懸念は、卵の数千を掘ると大西洋沿岸の後のリリースのための倉庫でそれらを孵化するために野生動物の職員を導きました。 2012年末までに、約1,700匹のカメが死んでいるのが発見された。 2013年5月に発表された長期的な衛星追跡調査では、絶滅の危機に瀕しているケンプのリドリーウミガメは、その好ましい採餌地域が流出によって損傷された地域内にあったため、深刻な影響を受けた可能性が高いことが示された。 最大65,000匹のカメが2010年だけで死亡したと推定されており、主に石油汚染の結果として死亡した。 また、約300,000匹のカメが、そのうちのいくつかは、世界の他の地域で繁殖集団から生まれたものであり、それが発生したときに流出の地域にいたと推定され、科学者は災害の世界的な影響を指摘するように導いた。
より小さな種への影響を判断するのはより困難でした。 多くの種の魚や無脊椎動物が湾で産卵し、いくつかは油の毒性作用に屈する可能性が高いと考えられていました。 2014年の研究では、マグロを含む商業的に重要な魚種の幼虫は、油からの多環芳香族炭化水素（Pah）への曝露後に心不全を発症した可能性が高いことが示 細菌の副産物によってコーティングされていた海底の領域は、本質的にデッドゾーンでした; 多くの座りがちな生物はその物質によって窒息したり病気になったりしており、ほとんどの移動性生物は逃げていました。
深海井戸から半径12マイル(19km)の外にある岩礁はほとんど影響を受けなかったようだが、内部の岩礁は大きなストレスを受けた。 実験室の研究では、油と分散剤がサンゴの再生をより困難にしたことが示唆されました。 最初は移動性であるサンゴの幼虫は、物質への曝露後に大幅に減少した速度で成熟したサンゴに付着します。 試験はまた、油および分散剤は、湾の食物網に不可欠な微生物であるワムシにとって致命的であることを決定した。 2016年2月に発表されたモデル研究では、油を食べる微生物の活性は、分散剤を食べることを好む他の種の微生物の花によって悪影響を受けたことが示唆された。 2014年4月に行われた調査グループEcosystem Impact of Oil and Gas Inputs to The Gulf(ECOGIG)のミッションでは、タイタニック号の残骸の調査に関与していたことで有名な潜水艇Alvinに乗って、海底の油を塗った地域の生態学的回復が指摘されたが、堆積物コアの検出可能な油レベルは4年前と同じままであった。
流出を促し、2016年4月に発行された海洋掘削規制の大規模な改正により、将来の災害の可能性が軽減されることが期待された。