作り置きおかずとしての信頼性が高い南蛮漬けですが、正しい保存環境を守らなければ魚の酸化や水分の離水（ドリップ）によって食感が著しく低下します。科学的な検証に基づく保存期間の目安は以下の通りです。
まず冷蔵の場合、鯛の南蛮漬けの日持ちは冷蔵庫（4℃以下）で約4〜5日間が目安となります。漬けた初日はさっぱりとしたフレッシュ感があり、2〜3日目には魚の身の芯まで合わせ酢が浸透し、アミノ酸の熟成が進んで最もまろやかな食べ頃を迎えます。保存の際は、野菜と魚が完全に南蛮酢に浸かるようにラップを落とし蓋のように密着させ、密閉容器で保存することが鉄則です。
長期保存を目的とする鯛の南蛮漬けの冷凍保存については、約2〜3週間の保存が可能です。ただし、野菜（特に玉ねぎやピーマン）を一緒に冷凍すると解凍時に細胞が破壊されて水分が抜け、繊維だけが残ってスカスカの食感になってしまいます。冷凍する際は「鯛の身とタレのみ」を冷凍用保存袋に入れ、空気を完全に抜いて急速冷凍するのがプロの手法です。野菜は解凍後に新鮮なものを千切りにしてタレに和えることで、作りたてのみずみずしさが完全に蘇ります。
