En mer le saumon gagne des zones d’engraissement éloignées. Les concentrations les plus importantes ont été identifiées à l’ouest du Groenland, en Mer du Labrador, au voisinage des Îles Féroés, en Mer de Norvège et dans la Mer Baltique.
Les adultes retournent en rivière assurer leur reproduction au terme d’un séjour marin à la durée variable, distinguant ainsi 3 types de saumon : le castillon (ou madeleineau, grilse) (45 à 75 cm) qui revient après seulement 1 hiver de mer, le « saumon de printemps » ( 75 à 90 cm) après 2 hivers de mer, et le « grand saumon de printemps » (plus de 90 cm) après 3 hivers de mer. Les castillons comprennent une majorité de mâles, alors que les femelles dominent chez les saumons de plusieurs hivers de mer. Ces derniers sont donc plus performants pour le stock reproducteur en raison de l’aspect quantitatif de la dépose d’œufs qu’ils représentent. La diminution de la proportion de saumon de printemps dans les stocks naturels représente donc un réel facteur limitant à la survie de l’espèce en particulier sur les derniers grands fleuves français aux populations historiques de grands saumons.
Les géniteurs retournent sur les frayères dont ils sont issus qu’ils retrouvent en partie grâce à leur mémoire olfactive. Ce phénomène, le homing, n’est pas absolu, puisque qu’un taux de divagation non négligeable est observé entre les cours d’eau aux estuaires relativement proches géographiquement, assurant par conséquent, un certain brassage génétique.
Remarque : au regard du nombre de petits cours d’eau côtiers fréquentés par les poissons migrateurs, en l’occurrence le saumon atlantique, sur le bassin Seine Normandie, et la proximité de leurs estuaires, l’arc normand constitue un véritable réservoir biologique vis-à-vis de l’axe Seine.