Desde 1979 que a Sea Shepherd tem vindo a implementar acções directas para impedir a caça ilegal de baleias em todo o mundo. A caça comercial de baleias conduziu estes animais à beira da extinção, o que levou a uma moratória global implementada em 1986. No entanto, alguns países recusam-se a reconhecer esta proibição. A Noruega e a Islândia continuam a caça comercial às baleias e as Ilhas Faroe continuam a matar baleias-piloto e outros cetáceos que viajam pelas suas águas costeiras. Todos os Verões, os japoneses fazem chegar as suas frotas até ao Santuário de Baleias do Oceano Antártico para abater centenas destes animais sob o pretexto de "pesquisa científica", uma alegação rejeitada pela Comissão Baleeira Internacional, bem como pelo Tribunal Internacional de Justiça e pelos Tribunais Federais Australianos. As campanhas de acção directa da Sea Shepherd para a Defesa das Baleias do Oceano Antártico, desde a primeira viagem em 2002, evitaram com sucesso o massacre de mais de 6.000 baleias. A Sea Shepherd também se opõe ao massacre de focas no Canadá desde 1978. Apesar da proibição da importação de produtos derivados de focas nos EUA e na UE, o Canadá continua a matar milhares de crias de focas todos os anos.

“O Japão declarou guerra às baleias no Oceano Antártico. As nações signatárias das convenções relevantes não fizeram mais do que conversar. Nenhuma outra ONG, para além da Sea Shepherd, está a fazer algo para intervir. ” - Capitão Alex Cornelissen

Acidentes de perfuração, explosões e derrames são a causa de alguns dos maiores desastres ambientais de todos os tempos, afectando a vida selvagem marinha e a subsistência das comunidades costeiras. A Sea Shepherd uniu-se à Ocean Alliance em 2014 para pesquisar o impacto a longo prazo do derrame de petróleo da Deepwater Horizon em 2010, no Golfo do México, e o uso de produtos químicos tóxicos que dispersaram o petróleo nas águas e na cadeia alimentar. Em 2016, e para evitar a eventualidade de outro derrame desastroso no oceano, a Sea Shepherd ajudou a impedir, e com sucesso, a BP de estabelecer novas operações de perfuração offshore nas águas cristalinas da Grande Baía Australiana.