Bezobratlí
V Poodří žije velice bohatá fauna bezobratlých. Mimořádně hodnotné jsou populace žábronožek sněžních (Eubranchipus grubii) v periodických tůních záplavového území. V tekoucích vodách, zejména v Odře, žije populace kriticky ohroženého měkkýše velevruba malířského (Unio pictorum). Lištovka hladká (Segmentina nitida) a svinutec tenký (Anisus vorticulus) patří mezi nejvzácnější druhy vodních měkkýšů, vázaných na neperiodické tůně s vegetací.
Významnou bioindikační skupinou kvality vodních a mokřadních biotopů jsou vážky. Dosavadní průzkumy potvrdily výskyt 52 druhů, což je 70 % všech druhů vyskytujících se na území ČR. Mezi velmi vzácné druhy vyskytující se v Poodří patří např. vážka rumělková (Sympetrum depressiusculum) nebo vážka jasnoskvrnná (Leucorrhinia pectoralis). Pro Poodří typickými vážkami jsou klínatky, které se specializují na zachovalé vodní toky, např. klínatka obecná (Gomphus vulgatissimus) nebo klínatka rohatá (Ophiogomphus cecilia)
Ryby
Společenstva ryb v povodí řeky Odry patří mezi přirozeně druhově méně početné, než v tocích náležejících k úmoří Černého moře. Ve stojatých i tekoucích vodách žije několik desítek druhů ryb. Uspokojivé stavy byly zaznamenány u střevle potoční (Phoxinus phoxinus), ostroretky stěhovavé (Chondrostoma nasus) a parmy obecné (Barbus barbus). Překvapivým zjištěním je absence typických představitelů cejnového pásma – cejna velkého (Abramis brama) a cejnka malého (Blicca bjoerkna). Úplná absence podoustve říční (Vimba vimba) reflektuje kritický stav tohoto druhu v celém povodí Odry. Mezi nejvzácnější a zároveň nejohroženější druhy patří piskoř pruhovaný (Misgurnus fossilis), který žije skrytým způsobem života, zejména v lučních tůních a slepých ramenech. Je zranitelný především díky vysychání tůní.
Obojživelníci a plazi
Obojživelníci jsou nejpočetnější skupinou obratlovců na území CHKO Poodří. Zvláště početné jsou populace skokana skřehotavého (Pelophylax ridibundus) a skokana zeleného (Pelophylax esculentus), žijící především na rybnících. V rámci ČR je unikátní populace kuňky obecné (Bombina bombina), čítající tisíce jedinců. Velmi kvalitní jsou populace čolka obecného (Triturus vulgaris), skokana štíhlého (Rana dalmatina) či rosničky obecné (Hyla arborea). Méně známé je rozšíření blatnice skvrnité (Pelobates fuscus). Díky mimořádně hodnotným populacím žab je nejhojnějším plazem v Poodří užovka obojková (Natrix natrix). Na rybnících se vyskytuje i nepůvodní želva nádherná (Trachemys scripta).
Ptáci
Ptáci tvoří na území CHKO Poodří početnou skupinu obratlovců. Doposud zde bylo zastiženo přes 400 druhů ptáků, což je více než 60% všech ptačích druhů České republiky. Na rybnících hnízdí mnoho druhů vodních ptáků, především lysky, potápky a různé druhy kachen. Z těch vzácnějších je to např. zrzohlávka rudozobá (Netta rufina) nebo potápka černokrká (Podiceps nigricollis). Typickým obyvatelem Poodří je volavka popelavá (Ardea cinerea) a kormorán velký (Phalacrocorax carbo). Obecně je zaznamenán klesající trend početnosti u druhů vázaných na vlhké louky (především bahňáci) či obecně rozšířených polních a lučních druhů. Přesto se podařilo díky celoplošnému mapování a úpravě managementu potvrdit nárůst početnosti chřástala polního (Crex crex). Symbolem rybničnaté krajiny Poodří je dravec moták pochop (Circus aeruginosus) hnízdící v rákosinách. V posledních letech zde úspěšně hnízdí také náš největší davec - orel mořský (Haliaeetus albicilla).
Savci
Ze savců žije v CHKO např. bobr evropský (Castor fiber), který se do Poodří přirozeně rozšířil v roce 2002 a dnes jeho populaci odhadujeme na 200-250 jedinců. Ze šelem je potvrzen stabilní výskyt vydry říční (Lutra lutra). Z hlediska zoogeografického je zajímavým zjištěním výskyt ježka východního (Erinaceus concolor) i západního (E. europaeus) a výskyt expanzivní myšice temnopásé (Apodemus agrarius).
V současnosti je z CHKO Poodří a jejího okolí znám výskyt 16 druhů netopýrů (Chiroptera), tzn. 76% z 21 druhů, prokazatelně zjištěných na území České republiky. Tento počet je srovnatelný i s krasovými oblastmi jižní Moravy. Nejběžnějším druhem lovícím nad vodní hladinou je netopýr vodní (Myotis daubentoni), typickým lesním druhem je netopýr ušatý (Plecotus auritus), který zimuje ve sklepních prostorách budov okolních obcí
