Debido a la alta mortalidad de los cetáceos en estas condiciones, la población cautiva es insostenible para mantener la creciente industria de los delfinarios y, para suministrar a sus centros, se continúan llevando a cabo capturas de cetáceos salvajes. A menudo para alegar que sus animales no han sido capturados de la naturaleza, los parques recurren a lugares "de paso" para declarar que provienen de otro parque.
Actualmente se capturan cetáceos para el comercio internacional en Cuba (en el caso de los delfines nariz de botella), Japón (varias especies del delfines) y Rusia (ballenas beluga y orcas). También puede haber capturas en países de África y del Pacífico Sur- como China e Indonesia- para su uso nacional. Aunque históricamente también se han capturado de México, Republica Dominicana, Islandia, el Mar Negro, las Islas Salomón y EEUU entre otros. Todos estos últimos ya han prohibido este tipo de capturas.
34 de los delfines mantenidos en delfinarios españoles fueron capturados de su estado salvaje, especialmente de Cuba y Florida (EEUU).
Sólo en 2012, se exportaron 24 delfines de Japón (originarios de las capturas de Taiji) a la China y entre 2008 y 2010 se exportaron 60 belugas capturadas de su estado salvaje de Rusia a China.
Los métodos de captura son invasivos, estresantes y potencialmente letales. Se persigue y acosa a las manadas con lanchas y se pueden usar incluso bombas para asustar a los animales y dirigirlos hasta un punto concreto. Durante la captura, algunos animales pueden morir de fallos cardíacos provocados por el estrés o el shock o ahogados al quedar atrapados en cuerdas y redes mientras tratan agitadamente de escapar o de acudir en auxilio de otros. Más tarde, algunas hembras preñadas pueden abortar sus fetos o las madres pueden dejar de lactar muriendo así sus crías. Otros mueren a consecuencia de traumatismos e infecciones provocadas durante la captura.
El estrés que supone capturarlos, separarlos de sus grupos y colocarlos en pequeños tanques les deprime y debilita, llevando a la muerte a algunos ejemplares durante los primeros días de su captura.
Las capturas se llevan a cabo brutalmente y sin estudios adecuados que determinen si las poblaciones pueden soportar estas presiones. Al ser los cetáceos animales altamente sociales, la captura de un solo individuo puede afectar profundamente las estructuras de la manada y la población entera. Las capturas también pueden dispersar a los grupos que pierden así cohesión social poniendo en riesgo su supervivencia debido a que ya no pueden cooperar para pescar o defenderse de depredadores.
Los programas de reproducción de estos centros suelen basarse en inseminación artificial, pues tienen un esquema genético planificado para intentar introducir variabilidad en sus poblaciones. Para llevarlo a cabo, hay que extraer manualmente el semen de los machos seleccionados, entrenados para mostrar el pene y poder estimularlo hasta la eyaculación. Incluso puede recolectarse de individuos muertos en un proceso denominado “rescate de gametos”. El semen se congela y se conserva para cuando quieran utilizarlo e, incluso en ocasiones, se envía o intercambia con el de otros centros.
Para tener un control del ciclo de las hembras, necesitan utilizar métodos hormonales como los progestágenos orales, y monitorizar la llegada del momento óptimo para la inseminación. El procedimiento se realiza con un endoscopio y se introduce el semen directamente en el útero. Si las hembras no colaboran en el proceso dentro del agua, se las saca durante 20-30 minutos y se procede a la inseminación sin- o apenas sin- sedación. Además, con el objetivo de evitar agresiones entre sus animales, se realiza selección genética en favor de crías hembra. (En la naturaleza tendrían 50% de hembras y 50% de machos pero con estas técnicas pueden decidir el sexo y la preferencia de estos centros es para las hembras).
Las orcas de ambos sexos alcanzan la madurez sexual hacia los 12-14 años. En la naturaleza, las hembras empezarían a dar a luz en este momento, espaciando los partos a aproximadamente cada 5 años. Pero para mantener el negocio, los delfinarios fuerzan a los animales a criar demasiado pronto y demasiado a menudo. Kohana, una orca de Loro Parque, por ejemplo, parió a Adán con 8 años y a Vicky con 10. Kohana rechazó a ambas crías, que tuvieron que ser criadas por sus cuidadores. La cría prematura puede conllevar problemas físicos que reducen la expectativa de vida. Vicky murió con 10 meses de edad.
Es frecuente que las madres jóvenes rechacen a las crías ya que sin una figura matriarcal ni otros miembros de su manada, no aprenden cómo cuidar de ellas. También se dan en estos centros muchos casos de abortos espontáneos.
La endogamia -que no se daría en la naturaleza- también es habitual en los delfinarios. Al fin y al cabo, la cantidad de individuos a utilizar es limitada así que hay varios casos de animales que han criado con otros miembros familiares con los que comparten genética. La endogamia reduce la variedad genética, anulando cualquier valor de los supuestos programas de conservación, que deberían abogar por mantener variabilidad en la naturaleza. Además, se perpetúan defectos genéticos que conllevan graves enfermedades para los animales.
En muchas ocasiones las hembras preñadas son forzadas a actuar hasta el final de su estado de gestación. Hay casos en que los animales han dado a luz mientras realizaban los espectáculos como es el caso de la orca Kandu que parió a Orkid en pleno show. Esto debió ser estresante y peligroso tanto para la madre como para la cría.
Una de las soluciones que practican los delfinarios, para poder obtener nuevos individuos evitando las capturas y reduciendo la depresión endogámica, es el traslado de individuos. Según el interés del momento, si un centro necesita un macho donante de esperma, una posibilidad es que otro centro le ceda temporal o definitivamente a uno de sus animales; o que se intercambien. Además de que el simple acto pone en evidencia que cada cetáceo en cautividad se considera un mero producto; los traslados de estos seres tan sociables suponen verdaderas tragedias para ellos. Si se han acostumbrado ya a convivir con los mismos individuos, el traslado de uno de ellos supone la desestructuración de todo el grupo y, en algunos casos, da lugar a fuertes depresiones y cambios de comportamiento tanto en los animales que se quedan como en los que se van. Para mayor inconveniencia de los que se van a un nuevo lugar, tienen que ser trasladados, en ocasiones, a grandes distancias en pequeños e incómodos tanques.