Delta Dunarii adaposteste 98% din fauna acvatica a Europei - peste 3400 de specii, multe din ele fiind unice în lume, lepidoptere acvatice si de moluste gasteropode de Europa si tot aici îsi gãsesc refugiul mamifere rare cum sunt Mustela lutreola, Lutra lutra si Felis silvestris. Amfibienii sunt reprezentati prin 2 specii de caudate si 6 specii de anure, iar reptilele prin 8 specii, majoritatea serpi (4 specii). Pestii sunt prezenti prin 65 specii, cei mai multi de apã dulce (60%), restul migrând primãvara din Marea Neagrã. Intre acestia din urmã, sturionii si scrumbiile au rol important, atât stiintific, cât si economic. Pãsãrile sunt cele care au creat faima deltei, cunoscutã, încã de la începutul secolului ca un paradis avian.
Renumele se datoreazã celor 327 specii pe care le putem întâlni în deltã si care reprezintã 81% din avifauna României. Dintre acestea cuibãresc 218 specii, restul de 109 specii trecând prin deltã si rãmânând diferite perioade de timp toamna, iarna si primãvara. Pãsãrile acvatice sunt cele mai numeroase : cuibãrersc 81 specii si trec prin deltã 60 specii, în total 141 specii, ceea ce reprezintã 82% din avifauna acvaticã europeanã. Avifauna acvaticã din Delta Dunãrii este alcãtuitã dintr-un nucleu de specii vechi, bine adaptate la mediul acvatic, la care se adãugã, speciile accesorii si speciile cosmopolite. Nucleul avifaunei este format din 75 specii a cãror viatã este legatã de prezenta apei. Acestea se grupeazã în 5 tipuri ecologice principale : specii strâns legate de apã, strict stenotope (cufundari, corcodei, furtunari, pelicani, cormorani, unele anatide), specii de stufãrii (toate speciile de paseriforme acvatice), specii de tãrmuri (stârci, lopãtari, tigãnusi, unele anatide), specii de pajisti hidrofile cu vegetatie bogatã continuate cu stufãrii (ralide), specii de tãrmuri marine (unele laride).
Multe specii, mai ales dintre rate, gâste, pescãrusi, apar frecvent în diferiti biotopi. Speciile accesorii sunt cele care se integreazã secundar în avifauna acvaticã, devenind din ce în ce mai numeroase pe mãsura transformãrii cosistemelor acvatice. Zãvoaiele sunt populate de silvii, muscari, filomele, pitigoi, cinteze, la care se adaugã, în timpul cuibãritului, rate, cormorani si stârci.
In pãdurile de pe câmpurile marine Letea si Caraorman cuibãresc 64 specii tipice avifaunei pãdurilor nemorale (silvii, mierle, ciocãnitori, mãcãleandru, pitigoi, graur, precum si codalbul (Haliaetus albicilla), gaia brunã, acvila piticã, vulturul pescar . Fazanul (Phasianus colchicus) a fost introdus prin colonizare, populatia dezvoltându-se rapid. In pajistile de stepã nisipoasã sunt specifice potârnichea, prepelita, ciocârliile, pasãrea ogorului (Burchinus oedicnemus). In satele deltei, pe lângã gospodãrii, sunt frecvente gugustiucul, vrabia de casã, rândunica, barza, lãstunul. O serie de specii acvatice se asociazã în timpul cuibãritului formând colonii care sunt aglomerãri de cuiburi pe spatii, în general mici. Cauzele asocierii sunt legate de penuria suprafetelor de constructie a cuiburilor, precum si de avantajele oferite de prezenta unui numãr mare de pãsãri în apãrarea cuiburilor cu ouã sau pui. Coloniile de cuibãrit au reprezentat dintodeauna atractia deltei. Miile de cuiburi construite pe crengile zãvoaielor de salcie sau în stufãrii, zgomotul infernal, atmosfera specificã altor ere geologice, zborul sãgetãtor al miilor de pãsãri care îsi hrãnesc puii, transformã coloniile de pãsãri într-un rai nu numai al ornitologilor, dar si al oricãrui iubitor al naturii.
In Delta Dunãrii sunt mai multe tipuri de colonii : de stârci, lopãtari, tigãnusi si cormorani, de pelicani si cormorani, de pescãrusi, de avoazete si ciocântorsi, de chirighite, de chire. Colonia de pelicani din zona cu regim de protectie integralã Rosca-Buhaiova este cea mai mare din Europa si este un exemplu de colonie mixtã. Aici se asociazã mai multe mii de perechi de pelican comun, cu zeci, pãnã la sute de perechi de pelican cret si cormoran mare.
Fauna de pesti. Fauna piscicola din Delta Dunarii este remarcabil de bogata în specii, cuprinzând 75 de specii. Majoritatea sunt specii de apa dulce (în numar de 44), celelalte fiind specii migratoare care apartin faunei din Marea Neagra si care trec prin Delta Dunarii în special în timpul perioadei de migratie. Cam 30% din specii sunt exploatate prin pescuitul comercial intensiv, dezvoltat foarte mult în ultimii 20 de ani. Ca urmare a "transformarilor" (regularizari si adaptari ale cursurilor de apa, poldere etc.) care au avut loc în ultimele decenii în jurul si în interiorul Deltei Dunarii, marea majoritate a populatiilor de pesti sunt într-o situatie critica si deosebit de critica.