У шарі від 10 до 15 м температура під впливом теплих вод Берингового моря знову підвищується, від 20 до 40 м температура води знижується до негативних величин, які зберігаються до дна. У північних межах моря в області глибокого Чукотського жолобу у верхніх горизонтах близько 20 м температура води дорівнює 2—3 °C, потім відбувається зниження її до –1,6 °C на глибині 100 м, нижче його вона злегка підвищується до нульових значень у придонному шарі. Це викликано проникненням сюди теплих атлантичних вод із Центрального Арктичного басейну. Восени охолодження води поширюється від поверхні вглиб, вирівнюючи температуру по вертикалі.