[4]​ Entre las aves marinas presentes en la bahía podemos citar al pelícano peruano (Pelecanus thagus), el pingüino de Humboldt (Spheniscus humboldti), la chuita (Phalacrocorax gaimardi), el piquero peruano (Sula variegata) y el cormorán guanay (Phalacrocorax bougainvillii), especies que se encuentran categorizadas por la legislación peruana como en peligro de extinción.

[5]​ Otras especies de aves presentes en la zona marino-costera de la bahía son la golondrina de mar chica (Oceanites gracilis), el zarcillo (Larosterna inca), la golondrina de mar acollarada (Oceanodroma Hornbyi), el gaviotín elegante (Thalasseus elegans), el gaviotín sudamericano (Sterna hirundinacea), el chorlo semipalmado (Charadrius Semipalmatus), el Churrete Marisquero (Cinclodes taczanowskiiel), el gallinazo cabeza roja (Cathartes aura), el gorrión común (Passer domesticus), el vuelve piedras (Arenaria interpres), el zarapito trinador (Numenius phaeopus) y el playerito blanco (Calidris alba), estas dos última aves son especies migratorias que se observan, a menudo, en los meses de verano en playas arenosas a lo largo de la costa peruana.

El mundo submarino de la bahía San Juan muestra un impresionante paisaje y mucha vida, donde los peces e invertebrados son los grupos taxonómicos más representativos.

[4]​ Entre las especies más abundantes de invertebrados se encuentran la anémona (Phymactis papillosa), la jaiba reina (Cancer coronatus), el cangrejo peludo (Cancer setosus), el cangrejo ovalado (Pseudocorystes sicarius), el caracol oliva (Oliva peruviana), la estrella negra (Luidia magellanica), la concha navaja (Ensis macha), la almeja (Leukoma thaca), el choro común (Aulacomya atera), percebes (Balanus laevis y Austromegabalanus psittacus), el triton (Argobuccinum rude), el camarón de roca (Rhynchocinetes typus), el cangrejo jaiva (Cancer porteri), el erizo de mar (Loxechinus albus), el chanque (Concholepas concholepas), entre otras.

La diversidad marina presente da soporte a la pesca artesanal que se realiza a lo largo de todo su litoral y que captura anchoveta (Engraulis rigens), blanquillo (Prolatilus jugularis), lenguado (Hippoglossina montemaris), pejerrey (Odontesthes regia), lorna (Sciaena deliciosa), cabinza (Isacia conceptionis), camotillo (Normanichthys crockeri), bagre (Galeichthys peruvianus), entre otras.