La principal especie que podemos encontrar en la Reserva es la pata grande -nombre tradicional de la especie en la provincia y que coincide con el nombre portugués- aunque a nivel nacional se la conoce como ánsar común. Durante el invierno esta especie es la más abundante encontrándose en cifras que oscilan ente las 10.000 y 20.000 aves. Junto a las patas se suelen localizar también alrededor de unas 1.000 grullas, tan ruidosas y llamativas como los ánsares, pero que suelen abandonar la Reserva a finales de diciembre camino de Extremadura.
También se pueden observar grandes cantidades de aves, más de 10.000, de las siguientes especies: ánade real (azulón), pato cuchara, cerceta común, ánade silbón, focha, tarro blanco, avefrías, porrón común, porrón moñudo, gaviotas y ánade friso. En menor número se puede ver especies como la garceta, zampullín, correlimos común, archibebe común, aguja colinegra, avoceta o garza real. En definitiva, un gran elenco de aves, que bien de paso o porque permanezcan todo el año, hacen de este humedal un lugar ideal para los amantes de la naturaleza por su valor ornitológico y paisajístico.
Los mejores momentos para ver la gran concentración de fauna en las lagunas son el mediodía y el atardecer, ya que en dichos momentos generalmente se produce la entrada de miles de ánsares a las lagunas para sestear y dormir, siendo los mejores lugares para su observación los tres observatorios construidos por la Junta de Castilla y León en los términos municipales de Revellinos, Villafáfila y Villarrín, destacando especialmente el situado en la localidad de Otero de Sariegos en el término de Villafáfila.
Las máximas concentraciones de avifauna se alcanzan entre noviembre y febrero, pero la mayor diversidad de especies se consigue entre abril y junio. Junto a esta gran variedad de aves asociada al agua, se encuentra todo el año una comunidad de aves diferente, colonizadora de los amplios espacios abiertos y secos: se trata de la avutarda (Otis tarda) que mantiene aquí la mayor población del mundo. Y para enriquecer más si es posible, a todas las especies de aves mencionadas, hay que añadir en las zonas abiertas de esta Tierra de Campos concentraciones de cerca de 80.000 pajarillos invernantes (principalmente alondras) y una amplia gama de rapaces, que tienen aquí su hábitat de nidificación y campeo.
