La Ría de Villaviciosa además tener una elevada importancia botánica, da cobijo a un sinfín de organismos animales que bien de manera permanente o bien en ciertas epocas del año utilizan este estuario como lugar de alimentación, reproducción o simplemente descanso.

Aunque poco conocido, uno de los grupos con mayor diversidad e importancia económica en la Reserva es el de los invertebrados acuáticos. Estos animales no sólo suponen una fuente de alimento para numerosas aves y peces sino que incluyen especies tan valoradas por el hombre como las almejas, las navajas o la xorra.

En cuanto a los vertebrados pueden diferenciarse entre los asociados a las zonas menos expuestas a la influencia marina, como los mamíferos, anfibios y reptiles y aquellos con una dependencia mayor a las zonas que permanente o temporalmente se ven anegadas por el agua salada. Con la subida de la marea gran cantidad de peces marinos remontan el estuario en busca de alimento, por contra con la retirada de las aguas son las aves las que explotan aquellas zonas que quedan descubiertas. Este último grupo es el de mayor relevancia, especialmente durante los pasos migratorios de otoño y primavera, así como durante el invierno, momentos en los cuales la diversidad de especies y número de individuos es más elevado. En total en la Reserva se han llegado a diferenciar más de 200 especies de aves pertenecientes a un total de 16 familias.