Il présente aussi un excellent apport en vitamines. Si la teneur en vitamines varie selon les espèces, la saison, l’habitat et surtout l’alimentation, les vitamines sont généralement plus concentrées dans les poissons gras. Ainsi, le maquereau est-il riche en vitamine A, et le chinchard, en période grasse, est riche en vitamine D.  Le saumon et la truite quant à eux, ont plus de vitamine A que de vitamine D (ils mangent beaucoup de caroténoïdes qui leur donnent leur couleur rose orangée).
Les turbots, bars, saumons et truites d’élevage, du fait de leur alimentation en huiles végétales, sont riches en vitamine E. Le hareng est une excellente source de vitamine B 12, et le thon apporte de la vitamine PP.
A noter que tous les poissons sont riches en vitamine B6. Ils sont également une bonne source de minéraux : potassium, phosphore, magnésium, fluor, sélénium (le thon et le cabillaud sont les mieux pourvus). Les teneurs en fer sont variables (le thon et le lieu noir sont les plus riches), de même que les teneurs en iode (cabillaud et lieu noir)...
Pour résumer, Françoise Médale indique que le poisson est « un aliment unique parmi les produits carnés », et conseille de varier les espèces consommées, pour bénéficier des atouts nutritionnels de chacune. Tous chez le poissonnier !