В Истринском водохранилище обитают типичные для Подмосковья виды рыб: лещ, густера, плотва, линь, язь, щука, окунь, судак. Иногда попадается угорь. Есть даже толстолобик и карп, но в уловах это очень большая редкость. В разные годы в Истринское водохранилище запускали молодь таких экзотических для Подмосковья рыб, как сибирский осетр, стерлядь, ряпушка, но случаи поимки их в настоящее время не отмечаются. В реке Истре судака не было, его запускали в Истринское водохранилище личинками в конце 50-х - начале 60-х годов. Да и сама река Истра больше подходит для щуки, нежели для судака. Судак сейчас регулярно вылавливается рыбаками, знающими места его стоянок и охоты, на спиннинг и кружки, а зимой и отвесным блеснением. Лещевые места находятся по бровкам затопленного русла Истры у деревень Якиманка и Похлебайка, а также у деревень Бережки, Татищево (между небольшим островом и узким проливом), Шалино, Рыбловском заливе и в Шавлинском заливе. К сожалению, основное стадо леща на Истринском водохранилище поражено лигулезом. В этих же местах ловятся на глубине около 4-5 м щука, судак, окунь, изредка язь и сом. В средней части водохранилища находится обширный Пятницкий плес с большими глубинами. Интересные места для ловли хищника есть на Тимофеевском плесе, в Лыщевском заливе и около островов напротив Исаковского залива.

Рыбалка разрешена по путевкам. На берегах этого подмосковного водоема находится несколько рыболовных баз, из которых самые известные расположены в Пятнице и Якиманском. Здесь можно приобрести путевку на ловлю рыбы, отдохнуть, переночевать и взять лодку напрокат. Есть база и в нижней части Истринского водохранилища недалеко от деревни Лопотово с лодками и спальными местами. Глубина водохранилища в этом районе достигает 12 м.