La fauna presente nella zona è ricchissima di uccelli e varia in base alle stagioni ed alla fisiologia degli animali stessi: in estate i pantani riducono molto la loro profondità per l’evaporazione e non offrono le stesse opportunità del periodo primaverile. In giugno-luglio restano solo pochi migratori estivi. A metà agosto è in pieno svolgimento la migrazione autunnale per cui è possibile avvistare molti ciconiformi, soprattutto aironi cinerini, garzette e le rare spatole che, fatto eccezionale, qui a Vendicari accorrono numerose e con grande regolarità. Ai gabbiani rosei si uniscono i reali e i corsi, che rimarranno per tutto settembre. Le prime intense piogge rappresentano un momento importante perché segnano l’arrivo dei piccoli trampolieri, come gambecchi e piovanelli, di ritorno dalle aree di riproduzione in stormi numerosissimi molto ricchi in specie che si trattengono sino a tutto ottobre e, se l’inverno non sarà molto piovoso, qualche individuo si fermerà a svernare. Alla fine di ottobre arrivano le varie specie d’anatra, mentre ai primi di novembre, giungono altre specie di gabbiano, come il comune e gli adulti di corallino provenienti dal Mediterraneo Orientale (i giovani svernano in Atlantico). Nei mesi autunnali sarà possibile avvistare i bellissimi fenicotteri provenienti dalla Camargue francese, che qui fanno tappa durante la migrazione che li porterà a trascorrere l’inverno in Tunisia. La gru, invece, è un raro visitatore. In dicembre, ad inverno avviato, vengono le folaghe, che però non sono regolari nella loro presenza  e ancora oche, cigni reali, anatre di profondità e di superficie, soprattutto volpoche, che qui a Vendicari rappresentano la maggiore popolazione svernante d’Italia. Sono anatre grosse, nere e bianche, che sono state scelte come simbolo della riserva. In inverno si possono osservare anche grossi gruppi di gabbiano zafferano. Qui svernano regolarmente anche l’upupa e il pettazzurro che, di norma, trascorrono l’inverno in Africa. Sul mare, in questo periodo, le sule pescano a pochi metri dalla costa e gli stercorari intorno all’isola. Sverna qui anche l’occhione, trampoliere di dimensioni medio-grandi in rapido declino in Europa. Dall’inizio di febbraio inizia la migrazione degli svernanti, che risalgono verso le zone di nidificazione e la palude vedrà mutare rapidamente il suo aspetto a causa delle ondate migratorie. A fine marzo e per tutto aprile ci sarà il massimo della varietà: tra i limicoli (trampolieri di dimensioni piccole e medie dal lungo becco sottile, specializzato a frugare alla ricerca di cibo nelle sabbie e nei fanghi palustri) si distingue il cavaliere d’Italia. Tra le presenze più curiose figura il mignattaio, un ibis dagli splendidi riflessi color porpora che è l’animale simbolo della Riserva del Biviere di Gela, altra area Ramsar siciliana in provincia di Caltanissetta. Nello stesso tempo sulle dune e nelle campagne circostanti passano gruppi di decine di tortore, coloratissimi rigogoli, cuculi e upupe. I cespugli e gli alberi della macchia ospitano i passeriformi di ritorno dall’Africa. Per tutta la prima metà di maggio domineranno i piccoli trampolieri: la loro presenza dipenderà dal livello dell’acqua. La nidificazione a Vendicari è meno significativa rispetto ai Pantani della Sicilia Sud-orientale che, a 20 km di distanza, presentano un livello dell’acqua e un salicornieto con condizioni più idonee alle esigenze del cavaliere d’Italia. A Vendicari nidificano il fratino, le gallinelle d’acqua, i porciglioni, le cannaiole, e qualche esemplare di tuffetto.