龙感湖自然保护区丰富的植物资源和发育完好的植被为各类动物提供了良好的繁演生息的场所。据调查统计,龙感湖自然保护区分布野生动物472种,其中浮游动物94种,底栖动物80种,鱼类65种,鸟类164种,两栖类12种,爬行类28种,兽类29种。国家一级保护动物有黑鹳、东方白鹳、白头鹤、白鹤和大鸨5种;国家二级保护动物黄嘴白鹭、鸳鸯、大天鹅、小天鹅和灰鹤等25种;列入《濒危野生动物国际贸易公约》附录的有白眉鸭、东方白鹳等28种;列入《中日候鸟及其栖息地保护协定》的有金腰燕、灰鹤、白头鹞等73种;列入《中澳候鸟及其栖息地保护协定》的有白眉鸭、水雉等22种;国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的野生动物164种。令人关注的是:越冬于核心区万牟湖的白头鹤种群数量多达425只,占全球种群数量的3.37%;黑鹳种群数量多达54只,是鄱阳湖自然保护区公开报道最大种群21只的2.6倍。是迄今为止我国发现的最大的越冬种群之一。该区的动植物资源和独特的生态系统结构,充分说明了龙感湖自然保护区在生物多样性保护中的重要地位,被《全国湿地保护工程实施规划》列入“优先保护的重要湿地生态系统”,具有十分重要的科研和保护价值。