Ce projet conduirait à l'expropriation de 47 exploitations de production agricoles.
L'aéroport Nantes Atlantique est situé à un kilomètre du lac de Grand-Lieu et du cœur de Nantes. Il est entouré par des zones habités et agricoles. L'axe de son unique piste impose aux avions de survoler ces zones habités dès le décollage et le centre-ville de Nantes si un virage n'est pas réalisé par les pilotes immédiatement après le décollage.
L'aéroport de Nantes-Atlantique étant très proche des quartiers habités et du lac de grand lieu (classé Natura 2000, réserve régionale et réserve nationale) les conséquences environnementales d'une extension seraient désastreuses[non neutre].
Des contre-manifestations sont organisées dans les communes du sud de Nantes pour dénoncer la spéculation sur les terres avoisinant le site du projet, certains propriétaires terriens ayant intérêt à ce que le projet soit annulé : l'annonce du projet d'aéroport a en effet maintenu les prix des terrains au plus bas dans la région nord de Nantes autour de Notre-Dame-des-Landes, et dans le même temps provoqué une augmentation importante des prix du terrain au sudréf. à confirmer : .
Les élus du MoDem proposent une alternative au projet d'aéroport du grand ouest : l'intermodalité ferroviaire. Ces élus s'appuient sur une étude du cabinet indépendant EsG Infra publiée en mai 2008, qui préconise la création :
Ce projet de nouvelle piste ne fait d'ailleurs pas l'unanimité : d'après l'association Bouaye Avance, avec une telle piste, 11 000 personnes seraient atteintes par les nuisances sonores et un grand nombre d'établissements publics seraient situés dans la zone de bruits (Le lycée de Bouaye, cinq écoles et deux établissements de santé...). De plus, elle toucherait un secteur où Nantes Métropole prévoit l'aménagement de l'une des trois forêts urbaines de l'agglomération. L'aéroport de Nantes-Atlantique est de plus beaucoup plus proche des quartiers habités et du lac de grand lieu (réserve naturelle).
Pourtant le groupe écologiste des Verts de la ville de Rezé (sud de Nantes) est favorable au maintien de l'actuel aéroport Nantes Atlantique et s’oppose à l’aéroport de Notre Dame des Landes.