Das Odertal ist reich an verschiedenen Tierarten. Viele wertvolle Vogelarten kommen hier vor, darunter auch geschützte Arten* wie der Eisvogel, die Beutelmeise, der Grauspecht, der Gartenrotschwanz, der Kormoran und der Höckerschwan.
Zu den Säugetieren, die das Oder-Einzugsgebiet bewohnen, zählen der Biber und der Fischotter, die aus naturschützerischer Sicht besonders wertvoll sind und unter strengem Artenschutz stehen.
Die Oder ist auch ein Lebensraum für viele Lurch- und Kriechtierarten. Zu den geschützten Lurchen zählen hier die Erdkröte, die Wechselkröte und der Europäische Laubfrosch. Zu den Kriechtieren hingegen - die Zauneidechse, die Waldeidechse und die Blindschleiche.
In den Odergewässern sind zahlreiche Fischarten zu finden. Dazu gehören sowohl typische Süßwasserfischarten, u. a. die Plötze, die Brachse, der Karpfen, die Forelle, der Zander, der Barsch, der Stichling, der Wels, die Barbe, die Ziege, das Flussneunauge, als auch Wanderfische – der Lachs, die Meerforelle, der Aal und Meeresarten (in der Pommerschen Bucht) wie der Hering.