पारादीप के भ्रमण का सबसे अच्छा समय नवम्बर से मार्च तक का होता है। वर्ष के इन महीनों में यहाँ का मौसम खुशगवार और आरामदायक होता है इसलिए यहाँ पर्यटकों की खासी भीड़ होती है। फिर भी यहाँ भ्रमण के दौरान हल्के गरम कपड़े साथ रखने चाहिए क्योंकि शाम और रात के समय यहाँ ठण्ड हो सकती है।
मार्च में गर्मी के मौसम की शुरुआत के साथ ही पारादीप बहुत गर्म होना शुरू हो जाता है। पिघलता हुआ सूरज वातावरण में आद्रता को बढ़ा देता है और यहाँ का मौसम असहनीय हो जाता है। गर्मियों का मौसम मई में समाप्त हो जाता है। इस मौसम में पारादीप का तापमान 41 डिग्री सेल्सियस या उससे भी अधिक हो सकता है, इसलिए ग्रीष्मकाल में यहाँ जाना उचित नहीं है।
पारादीप में मानसून के दौरान भारी बारिश होती है। मानसून मई में शुरू होकर सितम्बर तक रहता है। अक्टूबर में रिमझिम बारिश होती है। इस क्षेत्र में साल भर में 1480 मिलीमीटर की बारिश हो जाती है।
हल्की-हल्की सर्दी पारादीप में अक्टूबर के महीने से शुरू हो जाती है। मौसम मध्य नवम्बर तक बड़ा खुशनुमा होता है, इसके बाद ठंड बढ़ जाती है। इस क्षेत्र में, उड़ीसा के अन्य क्षेत्रों की तरह ही ठंडी हावाएँ चलने लगती हैं। तापमान रात में 9 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है। मार्च की शरुआत तक सर्दियों का मौसम रहता है।