Хозяйственная деятельность человека в Тихом океане привела к загрязнению его вод, к истощению биологических богатств. Так, к концу XVIII века были полностью истреблены морские коровы в Беринговом море. В начале XX века на грани исчезновения находились северные морские котики и некоторые виды китов, сейчас их промысел ограничен. Большую опасность в океане представляет загрязнение вод нефтью и нефтепродуктами (основными загрязнителями), некоторыми тяжёлыми металлами и отходами атомной промышленности. Вредные вещества разносятся течениями по всему океану. Даже у берегов Антарктиды в составе морских организмов обнаружены эти вещества. Десять штатов США постоянно сбрасывают свои отходы в море. В 1980-м году подобным способом было уничтожено более 160 000 тонн отходов, с тех пор данная цифра уменьшилась.
В северной части Тихого океана образовалось Большое тихоокеанское мусорное пятно из пластика и других отходов, сформированное океаническими течениями, постепенно концентрирующими в одной области выброшенный в океан мусор благодаря Северо-Тихоокеанской системе течений. Это пятно тянется через северную часть Тихого океана от точки примерно в 500 морских милях от побережья Калифорнии мимо Гавайев и едва не достигает Японии. В 2001 году масса мусорного острова составляла более 3,5 миллионов тонн, а площадь — более 1 млн км², что по массе превышало массу зоопланктона в шесть раз. Каждые 10 лет площадь свалки на порядок увеличивается.
6 и 9 августа 1945 года Вооружёнными силами США были осуществлены атомные бомбардировки японских городов Хиросима и Нагасаки — единственные в истории человечества два примера боевого использования ядерного оружия. Общее количество погибших составило от 90 до 166 тысяч человек в Хиросиме и от 60 до 80 тысяч человек — в Нагасаки.С 1946 по 1958 года на атоллах Бикини и Эниветок (Маршалловы Острова) Соединённые Штаты Америкипроизводили ядерные испытания. Всего было произведено 67 взрывов атомных и водородных бомб. 1 марта 1954 года во время надводного испытания водородной бомбы мощностью 15 мегатонн от взрыва получился кратер 2 км в диаметре и глубиной 75 м, грибовидное облаковысотой 15 км и диаметром 20 км. В результате атолл Бикини был разрушен, а территория подверглась крупнейшему в истории США радиоактивному заражению и облучению местных жителей. В 1957—1958 годы Великобритания произвела 9 атмосферных ядерных испытаний на атоллах Рождества и Молден (Острова Лайн) в Полинезии. В 1966—1996 годы Франция произвела 193 ядерных испытания (в том числе 46 в атмосфере, 147 под землёй) на атоллах Муруроа и Фангатауфа (архипелаг Туамоту) во Французской Полинезии[28].
23 марта 1989 года у берегов Аляски произошла авария танкера «Эксон Вальдез», принадлежавшего компании ExxonMobil (США). В результате катастрофы около 260 тысяч баррелей нефти вылилось в море, образовав пятно в 28 тысяч км². Было загрязнено нефтью около двух тысяч километров береговой линии[29]. Эта авария считалась самой крупной экологической катастрофой, которая когда-либо происходила на море (вплоть до аварии буровой установки DH в Мексиканском заливе 20 апреля 2010 года).