Trondheimsfjordens store variasjon i dybder, bunnforhold og vann innebærer leveforhold for mange arter. Tidevannsforskjell på over 1,5 meter betyr at det flere steder er en lang fjæresone. Alle kommersielt viktige fiskearter i Norge finnes i fjorden og er den fjorden i Norge med størst naturlig fiskeproduksjon. Kommersielt viktige fiskearter er sild, brisling, torsk, hyse, sei, hvitting, lyr, rødspette, laks og sjøørret. Det fiskes også kveite, brosme, lange, skolest og vassild, og disse antas å utgjøre lokale bestander. Pigghå, makrell, kolmule og lysing forekommer. I fjorden har det vært tatt en håkjerring på 775 kg på stang noe som da var verdensrekord for stangfiske. Oversikt over fiskearter i fjorden ble publisert av Vilhelm Storm i Videnskabselskapets skrifter 1883. Pigghå er den vanligste haiarten i fjorden. Torsk, sild, brisling og laks er de økonomisk viktigste artene og yrkesfisket foregår særlig august til mars.