Wynik badań obserwacyjnych wykazują obniżone ryzyko zachorowania na choroby układu krążenia u osób stosujących dietę śródziemnomorską. W wieloośrodkowym badaniu randomizowanym przeprowadzonym w Hiszpanii analizowano znaczenie diety śródziemnomorskiej w profilaktyce chorób układu krążenia. Uczestnicy badania (7447 osób w wieku 55-80 lat z grupy wysokiego ryzyka chorób układu krążenia) zostali podzieleni na trzy grupy w zależności od sposobu odżywiania się: dieta śródziemnomorska z dodatkiem oliwy z oliwek z pierwszego tłoczenia na zimno, dieta śródziemnomorska z dodatkiem orzechów, dieta kontrolna. Średni czas obserwacji w badaniu wyniósł 4.8 roku.
Ryzyko wystąpienia choroby układu krążenia (zawał serca, wylew, zgon związany z chorobą układu krążenia) było niższe w grupach stosujących dietę śródziemnomorską niż w grupie kontrolnej. W grupie stosującej dietę śródziemnomorską z dodatkiem oliwy z oliwek ryzyko wystąpienia choroby było niższe o 30%, HR=0.70 (95%=0.54-0.92), natomiast redukcja ryzyka w grupie stosującej dietę śródziemnomorską z dodatkiem orzechów wynosiła prawie 30%, HR=0.72 (95%CI=0.54-0.96).
Stosowanie diety śródziemnomorskiej z dodatkiem oliwy z oliwek lub orzechów w grupie osób z podwyższonym ryzykiem wystąpienia choroby układu krążenia wiąże się redukcja ryzyko wystąpienia tej choroby.