A Felső-Dunamellék Rezervátumot jogosan emlegethetjük ornitológiai paradicsomként, ugyanis nem kevesebb, mint 248 féle madarat azonosítottak a területen.
A rezervátum legvédettebb madara a Fekete gólya (Ciconia nigra), amelyből 30-40 pár fészkel itt, főként a Karapancsa területén. E madár az erdők legmélyén található ősöreg fákra rakja fészkét és nagyon kerüli az embert. Magyarországon fokozottan védett madárnak számít, eszmei értéke 500 000 forint.
A másik említésre méltó madár a Rétisas (Haliaeetus albicilla), melynek állománya a természetvédelmi területen mindössze 7-8 pár. A teljes magyarországi állomány 530 egyed, fokozott védettséget élvez, eszmei értéke 1 000 000 forint. A Rétisas Közép-Európa legnagyobb ragadozó madara, fesztávolsága 2,5 méter is lehet és ínséges időkben még a kisebb őzet is leteríti ha kell.
A fokozottan védett madárfajok közül megtalálhatók még a következők:
Barna kánya, Bölömbika. Cigányréce, Csíkosfejű nádiposzáta (Magyarországi állomáya mindössze 500db, eszmei értéke 1 000 000 Ft), Gyurgyalag, Gyöngybagoly, Halászsas, Haris, Küszvágó csér, Kis kócsag, Nagy kócsag, Kuvik, Vörös gém, Törpegém, Üstökösgém, Törpe vízicsibe, Nagy sárszalonka, Nagy goda, Nagy póling, Réti fülesbagoly stb.
További jelentősebb fészkelő madárfajok:
-Fekete harkály (Dryocopus martius), Európa legnagyobb harkályfaja.
-Szajkó (Garullus glandarius) másnéven Mátyásmadár, a tölgy legjobb "barátja" mivel a télire elspájzolt makkot gyakran nem használja fel s az tavasszal kicsírázik. A cserkelő vadászok ellensége, hangos riasztása miatt.
-Búbos vöcsök (Podiceps cristatus) tavaszi násztánca a természet egyik csodája
- Bakcsó (Nycticorax nycticorax) sokan nem is tudják, hogy eredetileg éjjeli madár, nép neve a vakvarjú is erre utal de a latin neve is ezt tükrözi mivel: nycti=éjjeli, corax=holló/varjú
-Kormorán (Phalacrocorax carbo) vagy másnéven Kárókatona, a horgászok ősellensége, nagy halpusztító, a kárókatona elnevezés a török "kara katnából" ered ami fekete madárt jelent.