[cita requerida] Esta disposición batimétrica y la orientación noroeste del Golfo de Vizcaya hacen que esté especialmente expuesto a los temporales provenientes del Atlántico Norte.

Las depresiones entran por el oeste con mucha frecuencia y, o bien rebotan hacia el norte, en dirección a las islas británicas, o bien entran en el valle del Ebro, se secan y acaban renaciendo en forma de potentes tormentas al llegar al mar Mediterráneo.

Estas depresiones provocan mal tiempo en el mar y traen a sus costas lluvias ligeras aunque muy constantes (conocidas como orballo, sirimiri, morrina, orbayu, orpin o calabobos).

[5]​ La Corriente del Golfo entra en la bahía siguiendo el borde de la plataforma continental en sentido contrario a las agujas del reloj (la Corriente de Rennell), manteniendo temperaturas moderadas durante todo el año.

Está muy explotada y hay muchas especies que están en peligro serio de extinción, como el besugo, la merluza e incluso la anchoa.

Algunas especies ya han desaparecido del golfo de Vizcaya, como la ballena franca glacial, cuyo último ejemplar se cazó en Orio a principios del siglo XX.

No obstante, es una buena región para la observación de mamíferos marinos.

Es frecuente que grupos especializados tomen los transbordadores para obtener más información, como observar y monitorizar regularmente la actividad de los cetáceos desde ellos.

En esta zona pueden verse muchas especies de ballenas y delfines.

El Grammatostomias flagellibarba (pez dragón sin escamas) es autóctono de estas aguas.

Por ejemplo, la población de lenguado común (Solea solea) está sobreexplotada,[8]​ la biomasa reproductora disminuye desde 1993 y las capturas se concentran cada vez más en las clases más jóvenes.

La anguila europea también está amenazada por la sobrepesca en los estuarios, la pesca furtiva de angulas y la contaminación del agua[8]​ En Nueva Aquitania, esta especie, que antaño era una de las más comunes, ha sido clasificada recientemente[¿cuándo?]

En 1592, los españoles derrotaron a una flota inglesa durante la Batalla del Golfo de Vizcaya.