Nằm trong Vịnh Bái Tử Long, với 160.000 ha mặt nước, 7.381 ha rừng ngập mặn, huyện Vân Đồn có nguồn lợi thuỷ sản rất phong phú, dồi dào, như tôm, mực, ốc, bào ngư, hải sâm, sá sùng... Ngư dân trên địa bàn có nhiều kinh nghiệm đánh bắt, nuôi trồng thuỷ sản.
Trên cơ sở tiềm năng, thế mạnh, nhiều năm qua, huyện luôn xác định kinh tế thuỷ sản là một trong những mũi nhọn của địa phương, và đã có nhiều nghị quyết chuyên đề để lãnh đạo phát triển bền vững lĩnh vực này.
Những năm trước đây, mặc dù được quan tâm hỗ trợ, nhưng nghề đánh bắt, nuôi trồng thuỷ sản trên địa bàn còn gặp nhiều khó khăn, nhất là nguồn con giống không được kiểm tra chất lượng chặt chẽ trước khi nhập về, dẫn đến nguy cơ dịch bệnh cao. Đầu ra của sản phẩm cũng khá bấp bênh, khi được mùa thì lại bị tư thương ép giá... Từ thực tế này, thời gian gần đây, huyện đã chỉ đạo các cơ quan chuyên môn nghiên cứu, rà soát, quy hoạch các vùng nuôi trồng thuỷ sản theo từng khu vực; huy động nguồn vốn tích luỹ trong dân, tạo điều kiện cho ngư dân có cơ hội tiếp cận các nguồn vốn để mở rộng quy mô nuôi trồng. Đẩy mạnh công tác khuyến ngư, chuyển giao kỹ thuật nuôi trồng, cách phòng trừ dịch bệnh. Đồng thời làm tốt công tác bảo vệ nguồn lợi thuỷ sản, phục vụ cho phát triển lâu dài. Huyện cũng có cơ chế thu hút các doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực nuôi trồng thuỷ sản. Thông qua cách làm này, đến nay ngư dân trên địa bàn ngày càng mạnh dạn đầu tư vào lĩnh vực nuôi trồng thuỷ sản, không chỉ tạo ra sự đa dạng về sản phẩm, mà còn thiết thực tạo việc làm, nâng cao thu nhập cho lao động dôi dư, góp phần đẩy nhanh tiến độ giảm nghèo của huyện. Hiện toàn huyện có gần 5.000 ô lồng nuôi cá song, hồng, giò... tập trung chủ yếu ở thị trấn Cái Rồng, các xã Hạ Long, Thắng Lợi, Ngọc Vừng... Riêng nghề nuôi tôm, hiện trên địa bàn tuy chỉ còn duy trì được trên 300 ha, do giá tôm thương phẩm thấp, chi phí lớn, rủi ro cao, thường xuyên xảy ra dịch bệnh; nhưng vẫn thu hút, giải quyết việc làm thường xuyên cho hàng trăm lao động với thu nhập khá ổn định.
Những năm gần đây, nghề nuôi trai cấy ngọc, nuôi hàu, tu hài đã thu hút được nhiều doanh nghiệp, hộ đầu tư. Hiện trên địa bàn có 3 doanh nghiệp nuôi trai cấy ngọc, trong đó 2 doanh nghiệp vốn 100% của Nhật Bản duy trì, phát triển ổn định, giải quyết việc làm cho trên 600 lao động địa phương với mức thu nhập từ 1 đến 2 triệu đồng/ người/tháng. Các công ty nuôi trai cấy ngọc đã và đang tiếp tục đầu tư chiều sâu nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, sản lượng ngọc trai trung bình đạt trên 1 tấn/năm. Ngày càng có nhiều hộ đầu tư vào nuôi trồng tu hài, hàu Thái Bình Dương với sản lượng hàng trăm tấn/năm.
Nghề đánh bắt thuỷ sản cũng được huyện quan tâm, tạo điều kiện cho ngư dân vay vốn để đóng mới, sửa chữa, nâng cấp phương tiện, từng bước vươn ra khơi xa... Năm 2010, tổng sản lượng thuỷ sản của huyện đạt 16,54 ngàn tấn, tăng 16,1% so với năm 2009; nuôi trên 1,3 triệu con tu hài, 9.300 dây hàu, tổng trị giá 2 tỷ đồng, trong đó Nhà nước hỗ trợ 50% giá giống... Hiện huyện đang tích cực chỉ đạo các cơ quan chuyên môn tiếp tục xây dựng thương hiệu một số mặt hàng truyền thống, như nước mắm Cái Rồng, sá sùng Quan Lạn... tạo cơ sở vững chắc để ngư dân đẩy mạnh nghề thuỷ sản mang tính hàng hoá ngày càng cao hơn.