Qua thức ăn, nguồn nước, thuốc BVTV có thể được tích luỹ trực tiếp trong cơ thể động vật. Có thể tìm thấy sớm nhiều loại thuốc BVTV có trong cơ thể động vật như: trong cá có DDT (Metcaly, 1975); DDT và Toxaphen (Epps, 1968; Đào Ngọc Phong, 1982); DDT và lindan trong tôm biển (Buteer,1963); trong mỡ và thịt gia cầm (Hunt, 1966; Beiz,1977; Ðào Ngọc Phong,1982); trong trứng (Cumming, 1966 và 1967; Mecaskey, 1968)...
Thuốc BVTV có thể gây ngộ độc mãn hay cấp tính cho động vật máu nóng. Khi ngộ độc nhẹ động vật có thể ăn ít, sút cân, tăng trọng kém, đẻ ít, tỷ lệ trứng nở của gia cầm thấp.
Tác hại trực tiếp: gây ra các chứng bệnh đặc biệt trực tiếp như đồng làm
cho cừu mắc bệnh vàng da; DDT làm cho thỏ đẻ con có tỷ lệ đực thấp, giảm khả năng sinh sản và phát triển (Antoine, 1966; Alieva,1972). Cỏ lưỡi bò Senecio spp. độc với bò. 2,4-D làm tăng lượng đường trong cỏ lưỡi bị, kích thích bị ăn nhiều, nên gây độc cho bò nhiều hơn. 2,4-D và 2,4,5-T ở liều thấp làm tăng hàm lượng nitrat, acid xyanhydric trong cây đến mức nguy hiểm cho gia súc (Willarrd, 1950; Swanson & Snaw, 1954). Thuốc BVTV, đặc biệt là các thuốc trừ sâu dễ gây hại cho ong mật, các sinh vật có ích, chim và động vật hoang dã.
Tác hại gián tiếp: thuốc còn giết hay làm giảm nguồn thức ăn cho cá, các loài động vật và các loài ký sinh thiên địch. Tác động này càng nguy hiểm nếu ta dùng các loại thuốc có khả năng tồn tại lâu trong mơi trường. Nhiều thuốc BVTV,
đặc biệt là các thuốc trừ sâu, có thể rất an tồn khi dùng trên cạn, nhưng lại dễ gây độc cho các loài cá và động vật thuỷ sinh, nên đã bị cấm dùng cho lúa nước. Hiện tượng “ Khuyếch đại sinh học” (biomagnification) hay sự “ Tích luỹ sinh học” (bioaccumulation): Trong dây chuyền thức ăn, hàm lượng thuốc BVTV có trong cơ thể sinh vật ở mỗi mắt xích thường có sự cô đặc hơn.