Visti gli ambienti della riserva, è naturale che gli animali più interessanti che la frequentano siano legati all'acqua. Così, nelle aree golenali più pulite e nel reticolo dei canali collegati all'Aniene vive la rovella. Tra la vegetazione ripariale è possibile vedere il colorato martin pescatore mentre scruta lo specchio d'acqua, pronto a tuffarsi per catturare un pesce. Entrambe sono specie protette da una direttiva comunitaria che tutela gli habitat naturali e seminaturali, la flora e la fauna selvatica. Il granchio d'acqua dolce è un crostaceo facilmente osservabile nei canali della riserva. Vive sul fondo dei fossati dove si alimenta di particelle organiche presenti nel substrato, e anch'esso indica la presenza di acque pulite. Stessi ambienti frequentano altre specie come il pendolino, che costruisce il suo nido a forma di fiasco sulle sponde dei corsi d'acqua, e tra i rettili la sempre più localizzata tartaruga palustre. Tra i mammiferi sono presenti tra gli altri l'istrice, la nutria, la talpa romana, il moscardino, la volpe. Riguardo alla ricchezza in artropodi, basterà come l'area umida della Cervelletta sia considerata tra le aree maggiormente significative dal punto di vista entomologico a Roma. Proprio qui, a seguito di ricerche specifiche sui ditteri, è stata segnalata la presenza dello straziomide, genere e specie segnalati per la prima volta in Italia (nel 2002).
