Στον Αμβρακικό κόλπο ζουν και αναπαράγονται τουλάχιστον 33 είδη ψαριών, ενώ περίπου 15 ακόμα είδη αλιεύονται εκεί. Στις λιμνοθάλασσες τρέφονται και μεγαλώνουν πολλά νεαρά ψάρια που στα εύτροφα νερά τους βρίσκουν κατάλληλες για την ανάπτυξή τους συνθήκες. Η παραγωγικότητα του κόλπου είναι πολύ μεγάλη και ένα μεγάλο ποσοστό του ντόπιου πληθυσμού απασχολείται στο ψάρεμα. Στον Αμβρακικό ψαρεύονται χέλια, λαβράκια, κέφαλοι, τσιπούρες, γλώσσες κ.ά. Εκτός από την ξακουστή σαρδέλα, ο Αμβρακικός είναι γνωστός και για τις γαρίδες του, ειδικά για την εντυπωσιακή γάμπαρη. Οι παραδοσιακές τεχνικές αλιείας, διαφορετικές για το κάθε είδος ψαριού, είναι μοναδικές σε θέαμα και δεξιοτεχνία.
Άλλη μια ιχθυολογική ιδιαιτερότητα του Αμβρακικού είναι τα ψάρια που απαντούν στα γλυκά νερά, ορισμένα από τα οποία είναι ενδημικά της Ελλάδας, δηλαδή ζουν αποκλειστικά στη χώρα μας. ορισμένα ενδημικά είδη ονομάζονται επίσημα με το πρόθεμα του ποταμού Λούρου, διότι ο ποταμός έχει μεγάλη αξία γι’αυτα τα είδη. Δύο μικρά ψάρια, ο λουρογοβιός και η λουροβελονίτσα απαντούν και στα δύο κύρια ποτάμια του Αμβρακικόυ ενώ στο Λόυρο υπάρχει ένα από τα σπανιότερα ψάρια των γλυκών νερών της Ελλάδας, το γκαβόχελο.