Ο υγρότοπος του Δέλτα Έβρου φιλοξενεί μια μεγάλη ποικιλία ειδών της πανίδας και σε μεγάλους αριθμούς, παρόλη την υποβάθμιση που έχει υποστεί τις τελευταίες δεκαετίες.
Πολύ σημαντική είναι η αξία του για την ορνιθοπανίδα και ιδιαίτερα για αυτά τα πουλιά που ξεχειμωνιάζουν και αυτά που τον χρησιμοποιούν σαν μεταναστευτικό σταθμό.
Ιδιαίτερα σημαντική ωστόσο τόσο σε είδη όσο και σε αριθμούς είναι και η παρουσία των αμφίβιων, των ερπετών, των θηλαστικών και των ψαριών. Συνολικά έχουν καταγραφεί 28 είδη αμφίβιων και ερπετών, περισσότερα από 40 είδη θηλαστικών καθώς και 46 είδη ψαριών.