Орнитофауна заповедника насчитывает 283 видов птиц, из них 99 гнездятся, 155 встречаются в периоды миграций и зимовки и 23 нерегулярно залетают (табл. 2). Основу местной орнитофауны составляют водно-болотные птицы, гнездящиеся на деревьях или в тростниково-рогозовых зарослях, но трофически связанные с водоемами; более 30 видов – лесные птицы; только по 3 вида принадлежат к обитателям луговых экосистем и синантропам. Птичье население заповедника отличается разнообразием и высокой численностью. Богатство орнитофауны определяется особенностями экологических условий и географическим положением.
Территория заповедника входит в состав водно-болотного угодья международного значения «Дельта реки Волги».
| Отряд | Всего видов | Гнездящиеся | Пролетные, кочующие, летующие, зимующие | Залетные |
| Поганкообразные | 4 | 4 | – | – |
| Веслоногие | 4 | 3 | 1 | – |
| Аистообразные | 12 | 11 | – | 1 |
| Фламингообразные | 1 | – | – | 1 |
| Гусеобразные | 29 | 10 | 14 | 5 |
| Соколообразные | 24 | 8 | 15 | 1 |
| Курообразные | 3 | 3 | – | – |
| Журавлеобразные | 13 | 6 | 5 | 2 |
| Ржанкообразные | 52 | 8 | 39 | 5 |
| Голубеобразные | 5 | 3 | 2 | – |
| Кукушкообразные | 1 | 1 | – | – |
| Совообразные | 7 | 3 | 3 | 1 |
| Козодоеобразные | 1 | – | 1 | – |
| Стрижеобразные | 1 | – | 1 | – |
| Ракшеобразные | 4 | 2 | 2 | – |
| Удодообразные | 1 | 1 | – | – |
| Дятлообразные | 5 | 2 | 2 | 1 |
| Воробьинообразные | 116 | 34 | 70 | 8 |
| Итого | 283 | 99 | 155 | 25 |
По данным зоогеографического анализа, 50% гнездящихся в дельте Волги видов птиц – транспалеаркты или еще более широко распространенные формы, 24,1% видов принадлежит к европейскому типу фауны, 15,8% – к средиземноморскому, 9,2% – к монгольскому и 0,9% – к китайскому.
80% птиц, гнездящихся на всей территории дельты Волги,представлены на территории заповедника, а в периоды сезонных миграций отмечено 96% видов птиц этой категории.