Średnia temperatura najchłodniejszych miesięcy – grudnia, stycznia i lutego – wynosi około 14 °C w dzień i 5 °C w nocy. Średnia dobowa temperatura morza w zimie wynosi 13 °C. Opady śniegu są rzadkie, średnio 2 dni rocznie. Nocne przymrozki występują przez 9 dni rocznie, średnio po 2–3 dni w grudniu, styczniu i lutym. Okres z letnimi temperaturami zaczyna się w maju i kończy w październiku. W najcieplejszym miesiącu roku – sierpniu – średnia temperatura wynosi wokół 26 °C w ciągu dnia, 15 °C w nocy, a średnia dobowa temperatura morza – 21 °C. Generalnie, zimy w Bilbao, jak i w pozostałej części Costa Verde, pod względem temperatur przypominają zimy z basenu Morza Śródziemnego, np. z Monako, natomiast lato jest umiarkowanie ciepłe i przypomina lato z północnej połowy Europy, np. Paryża.
Bilbao ma aż 1100–1200 mm deszczu rocznie oraz ponad 120 dni deszczowych rocznie przy opadach ≥1mm, 170 dni deszczowych rocznie przy opadach ≥0,1mm. Opady wahają się średnio od 7–11 dni w lipcu do 13–16 dni deszczowych w styczniu. Klimat Bilbao charakteryzuje się dużą ilością deszczu, jak i dużą liczbą dni deszczowych w skali europejskiej. Średnia roczna wilgotność wynosi 70%, od 68% w marcu do 73% w listopadzie.