L'estuaire est situé sur un des axes les plus empruntés par les oiseaux pour leurs migrations. Les zones humides en bordure d'estuaire sont également des sites de nidation ou d'hivernage de première importance.
La Pointe-de-Grave, située à l'embouchure
de la Gironde est un site de migration de renommée
internationale. Chaque année, de mi-mars à fin
mai, des ornithologues y effectuent le comptage des oiseaux migrateurs : plus d'une centaine d'espèces migratrices sont ainsi déterminées.
Parmi les plus nombreuses (plusieurs milliers chaque année) et
les plus connues, on peut citer le Martinet noir, l'Hirondelle de fenêtre,
la Linotte mélodieuse, le Chardonneret élégant,
le Pinson des arbres, le Verdier d'Europe ou encore la Bergeronnette
printanière.
Parmi les rapaces fidèles au rendez-vous, on note le Milan noir,
le Faucon crécerelle, le Faucon hobereau ainsi que le Busard
cendré.
En bordure d'estuaire, certains sites sont connus comme lieu de nidification du Héron pourpré, du Héron cendré, de l'Aigrette garzette ainsi que de la Cigogne blanche (depuis une dizaine d'années).
Sur les rives on rencontre le Cormoran, le Goéland leucophée, la Mouette rieuse. C'est également un lieu de vie pour les limicoles. Sur les 13 espèces nichant en France dans les zones humides, 4 se reproduisent sur les bords de la Gironde : le Vanneau huppé, le Petit Gravelot, le Gravelot à collier interrompu et le Courlis cendré.
L'hivernage et surtout la migration des anatidés (canards)
sont importantes dans le secteur. La réserve contiguë de
la centrale nucléaire du Blayais héberge chaque hiver
jusqu'à 2 500 oiseaux.
La Sarcelle d'hiver représente environ la moitié de l'effectif.
C'est le plus petit canard d'Europe. Parmi les autres anatidés
en hivernage, on peut citer le Souchet, le Canard siffleur, le Pilet
ou Sarcelle d'été. La réserve est un site de première
importance pour la Foulque macroule et le Busard des roseaux. Parmi
les limicoles ou trouve le Vanneau huppé, le Chevalier gambette,
le Courlis corlieu et la Bécassine des marais.
Au moins 130 espèces nicheuses ont été recensées sur la zone estuarienne depuis 1970.