De nordlige havområdene er også viktige områder for flere av våre sjøpattedyr. Selene dominerer i antall, hvalene i biomasse. Kvitnos, kvitskjeving, spekkhogger, nise, narhval, hvithval, spermhval, nebbhval, blåhval, finnhval, seihval, vågehval, knølhval, grønlandshval, hvalross, ringsel, storkobbe, grønlandssel, steinkobbe og klappmyss kan alle forekomme i Barentshavet/Svalbardområdet. Spekkhoggere, finnhval, knølhval, og vågehval vandrer nordover og inn i Barentshavet om sommeren for å beite på de store forekomstene av dyreplankton og fisk, men om høsten drar de sørover til tempererte parrings- og kalvingsområder. Andre kan oppholde seg i Barentshavet året rundt (eks. hvithval, narhval og grønlandshval). Det samme gjelder for småhvalene springere og niser, samt for grønlandssel, havert og steinkobbe i det sørlige Barentshav.