Torsk og lodde er de dominerende fiskeartene i Barentshavet, men sild er også en viktig komponent i økosystemet. Bestanden av nordøstarktisk torsk er sterkt avhengig av lodde som næring. Umoden sild opptrer i store mengder når store årsklasser ekrutterer til bestanden.
Andre viktige fiskearter er hyse, sei, uer, blåkveite, gapeflyndre og polartorsk. Det er også betydelige mengder med reke. Torsk, sild og sei har sine viktigste gyteområder utenfor arentshavet. Uer og blåkveite er i stor grad knyttet til skråningen utenfor kontinentalsokkelen g har en uklar avgrensing i forhold til Norskehavet.
Hval og sel er viktige komponenter i faunaen i Barentshavet. Både hval- og selbestandene har tatt seg opp og konsumerer betydelige mengder fisk. Det er også storeisbjørnkolonier med sjøfugl i deler av Barentshavet.