Selon le Centre de diversité biologique (en), basé en Arizona, les services gouvernementaux impliqués dans les autorisations de forage n'ont pas obligé BP à fournir une étude d'impact détaillée, après avoir conclu qu'une marée noire était peu probable.
Deepwater Horizon était une plate-forme de forage semi-submersible à positionnement dynamique, capable d’opérer jusqu’à des profondeurs de 2 400 m (3 000 m avec modifications). Fabriquée en 2001 en Corée du Sud à Ulsan, dans le chantier naval de Hyundai Heavy Industries, elle appartenait à la société de forage pétrolier Transocean. Son équipage était composé de 130 personnes. Elle pouvait forer jusqu’à environ 9 100 m, quoique la profondeur effective dépende fortement des choix technologiques retenus pour le forage, et de la nature des sols rencontrés.
La plate-forme offshore mesurait 121 m de long, 78 m de large et 41 m de hauteur (hors derrick de 74 m de haut). Son tirant d’eau en opération était de 23 m. Elle se maintenait en position au-dessus du puits à l’aide de 8 propulseurs (pods) de 7 400 ch répartis autour de ses flotteurs, capables de pivoter sur 360°. Elle disposait d’un réservoir de 4 426 m3 pour alimenter les générateurs d’électricité (soit environ 3 500 t de fuel).
Elle était capable de forer dans des conditions climatiques sévères : houle de 18 m crête à creux associée à un vent de 110 km/h. Elle était prévue pour résister à des tempêtes extrêmes, houle de 25 m crête à creux associée à un vent de 190 km/h.
La fuite de pétrole détectée suite à l'explosion est d’abord évaluée à 1 000 barils (159 000 litres) par jour par BP, puis revue à 5 000 barils (795 000 l) par la National Oceanic and Atmospheric Administration. Cette sous-estimation serait due à une troisième fuite située plus près de la source et non repérée auparavant. Plus d'un mois après le début de la fuite, et après plusieurs mesures de confinements tentées par BP, certains experts ont avancé que la fuite s'élèverait à 70 000 barils (11 100 000 l) par jour.
Le 29 avril, les informations font état d'une nappe d'environ 3 000 km2. La taille de celle-ci augmente rapidement, atteignant 9 900 km2 le 30 avril.
Le jeudi 29 avril au soir, les premières plaques ont pénétré les marais du bayou et l'embouchure du Mississippi. Le 30 avril 2010, les premières boulettes de pétrole brut sont repérées sur les plages de Louisiane.
Début mai, les forts vent du sud-est ont peu à peu poussé la nappe vers le Mississippi et l’Alabama. Le 5 mai, la nappe mesurait approximativement 208 km de long et 112 km de large, soit 23 300 km2. Le 9 mai, les premières traces de pétrole ont été aperçues sur les plages de l'Alabama.
Le courant marin qui circule dans la golfe du Mexique (le Loop current) a entrainé la pollution vers l'Atlantique, le long de la Floride. Un mois après l'incident, les premières boulettes de pétrole ont atteint les plages de la station balnéaire de Key West, située dans les Keys, la troisième barrière de corail au monde. Ce même courant risque d'emmener la pollution sur les côtes cubaines et sur les îles de l'Atlantique. Les modèles mathématiques laissent craindre un flux rapide vers l'Atlantique une fois que la nappe pourra sortir du Golfe, si les courants marins ont leur configuration habituelle.
Le 15 mai 2010, des scientifiques de plusieurs universités faisant des recherches à bord du Pélican découvrent à grande profondeur de grands volumes d'eau polluée par des particules de pétrole, qu'ils surnomment oil plumes. La concentration en pétrole est faible (moins d'un litre par mètre cube d'eau) mais l'étendue de ces nuages - le plus grand faisant 16 km de long, 5 km de large et par endroits jusqu'à 90 m d'épaisseur - laisse présager une ré-estimation de la fuite entre 25 000 barils et 80 000 barils par jour (12 720 000 l). Certains de ces nuages ont été détectés jusque 600 m de profondeur.
Le 2 juin, la superficie de la nappe de pétrole dépasse les 24 000 km2, soit la superficie de la Sardaigne, soit entre 72 et 113 millions de litres de pétrole brut.
Finalement, ont été touchées les côtes de la Louisiane, du Mississippi, de l’Alabama et de la Floride. Des boulettes de pétrole ont également été observées au Texas.
Le 15 juillet, BP annonce qu'ils ont réussi à bloquer la fuite, après avoir fermé les valves du nouvel entonnoir placé sur le puit endommagé.
En trois mois, selon les estimations, entre deux et quatre millions de barils (entre 318 000 000 et 636 000 000 l) se sont déversés en mer, ce qui est supérieur à la quantité déversée lors du naufrage de l'Amoco Cadiz.