钓鱼活动始于获得鱼竿，游戏初期渔夫威利会赠送一根基础鱼竿。开始钓鱼时，你需要面对水域长按屏幕进行抛竿，蓄力越久抛投距离越远，将鱼钩投入深水区有助于获得更高品质的鱼类。当鱼咬钩时，屏幕会出现提示并伴有特殊音效，此时需迅速点击屏幕进入钓鱼小游戏环节。该环节的核心是操控一个绿色的能量条，通过按住屏幕使其上升、松开使其下降，目标是让这个绿条始终覆盖住一条上下跳跃的鱼形图标。成功覆盖时，右侧的捕获进度条会增长，一旦脱离则进度条下降，必须在进度条清空前将其填满才能钓获鱼类。钓鱼技能等级的提升，这个绿色控制条会逐渐变宽，操作容错率也会相应提高。
游戏中的鱼竿分为多个等级，包括初期的竹制或木制鱼竿、中期的玻璃纤维鱼竿以及顶级的铱金鱼竿。高级鱼竿不仅本身性能更优，更重要的是能够安装鱼饵和各类渔具，从而显著影响钓鱼效果。鱼饵可以缩短鱼儿咬钩的等待时间，而诸如陷阱浮标之类的渔具则能降低鱼逃脱的难度。玩家的钓鱼技能等级通过反复垂钓来提升，每次升级都会带来增益，例如绿色能量条变宽。在出发钓鱼前，食用可以暂时提升钓鱼技能等级的食物，例如鳟鱼汤或海泡布丁，也能让挑战高难度鱼类变得相对轻松。有计划地积累资源升级装备，并利用好临时增益道具，是成为一名钓鱼高手的必经之路。
钓鱼并非盲目进行，熟知鱼类出现的规律至关重要，这包括地点、季节、时间与天气等多重因素。星露谷世界中不同的水域栖息着截然不同的鱼类，海洋、城镇河流、山区湖泊、森林池塘乃至矿洞内的特殊水域都有其专属的鱼种。许多鱼类仅在特定的季节才会出现，并且同一种鱼在一天中的不同时段其活跃度也可能不同，有些鱼偏爱清晨，有些则只在深夜出没。天气条件同样影响巨大，部分稀有鱼类唯独在雨天才会现身。
在精通基础之后，一些高阶技巧和针对特殊目标的策略能带来更大收获。垂钓时偶尔会连带钓上宝箱，此时需要在控制绿条跟随鱼儿的同时，设法让绿条也在宝箱上停留片刻，方能开启宝箱获得其中的财物或物品。游戏中最具挑战性的目标莫过于传说鱼王，它们是每个季节隐藏的终极鱼类，行为模式难以捉摸，通常需要玩家在钓鱼技能满级、装备顶级渔具和渔具、并辅以食物增益的状态下，选择符合其出现的特定天气与地点进行挑战。这些传奇鱼类通常只能捕获一次，是对玩家技巧与准备的终极考验。
