Особливий інтерес викликає єдиний представник ластоногих Чорного моря — тюлень-монах, окремі особини якого до 80-х років спостерігались в українській частині дельти Дунаю на території заповідника. У Чорному морі наявні популяції дельфінів (афаліна, білобочка, азовка). Із навколоводних звірів — мешканці прісних водойм: інтродуковані ондатра та єнотоподібний собака, а також рідкісні «червонокнижні» — горностай, річкова видра, європейська норка. У плавнях зрідка зустрічається кіт лісовий.