Aunque la fauna es muy variada, lo que más llama la atención al visitante es la gran variedad de aves acuáticas que pueblan Las Tablas en cualquier época del año. Dependiendo de las variaciones climáticas, acuden al paraje especies migratorias que utilizan el humedal como lugar de invernada, nidificación y cría, o simplemente de descanso en sus viajes hacia otras latitudes. Entre las aves mejor adaptadas al agua se encuentran los somormujos, grupo de buceadores que en el Parque están representadas por el somormujo lavanco (Podiceps cristatus), el zampullín chico (Tachybaptus ruficolis) y el zampullín cuellinegro (Podiceps nígricollis), las tres son nidificantes, aunque la última con menor abundancia.

      En cuanto a las ardeidas, destacar que las ocho especies ibéricas pueden observarse en el Parque Nacional. A excepción de la garza real (Ardea cinerea), que es básica invernante, el resto son nidificantes, pudiendo encontrarse colonias mixtas en tarayes de cuatro especies: martinete (Nycticorax nycticorax), garcilla bueyera (Bubulcus ibis), garceta común (Egretta garcetta) y garcilla cangrejera (Ardeola ralloides). Las otras tres especies nidifican sobre vegetación palustre, sobre todo en carrizales espesos e inundados, siendo también colonial la garza imperial (Ardea purpurea), criando en solitario el avetorillo (Ixobrichus minutus) y el avetoro (Botaurus stellarís), que lo hace de forma excepcional dado lo escaso de sus amenazadas poblaciones.

      La mayor parte de las anátidas ibéricas también se pueden ver en alguna época del año; así el azulón o ánade real (Anas platyrhynchos) está todo el año, siendo Las Tablas muy importante en la región para la «mancada» de esta especie. Fundamentalmente invernantes se encuentra la cerceta común (Anas crecca), que es el pato más pequeño; el ánade rabudo (Anas acuta), de esbelta figura y afilada cola, y el ánade silbón (Anas penelope), que puede encontrarse pastando en las orillas. El ánade friso (Anas strepera) y el pato cuchara (Anas clypeata), con sus característico pico ancho en forma de espátula, presentan importantes contingentes invernantes y una pequeña parte de la población cría en el área. El porrón común (Aythya ferína) y el pato colorado (Netta rufina) pueden estar en el área tanto en invierno como nidificando en gran número. También se ha comprobado la nidificación ocasional de porrón pardo (Athya nyroca), cerceta pardilla (Marmaronetta angustírrostris) y malvasía (Oxyura leucocephala).

      Entre los rálidos destaca la focha (Fufica atra) y la polla de agua (Gaffinula chIoropus), que están todo el año. Entre los limícolas abundan cigüeñuelas (Himantopus hímantopus), avocetas (Recurvirrostra avosetta) y canasteras (Glareola pranticola), que son principalmente nidificantes de costumbres coloniales.

      Del grupo de los láridos cabe destacar al fumarel cariblanco (Chlidonias hybrida) y la pagaza piconegra (Gelochelídon nflófica), nidificantes en gran número sobre todo el primero.

      La rapaz más significativa es el aguilucho lagunero (Circus aeroginosus), que se puede observar todo el año.

      Especies orníticas asociadas a humedales y características de Las Tablas son martín pescador, bigotudo, buscarla, escribano palustre, carricero común y tordal, entre otras.

      Otros vertebrados acuáticos a destacar son peces como carpa común, gambusia, cachuelo, calandino y colmilleja; anfibios como rana común, ranita de San Antonio, gallipato y sapillo moteado; reptiles como los galápagos leproso y europeo, junto a las culebras de agua y mamíferos como a nutria (Lutra lutra), tejón, jabalí, zorro y la rata de agua.