L'avifaune
Ce sont 150 espèces d'oiseaux qui ont été observées sur l'Etang de Ramerupt depuis le milieu des années 1980, parmi lesquelles 60 nicheuses. Localisé au coeur de la Champagne Humide, le long d'une ligne virtuelle reliant le Lac du Der-Chantecoq aux Lacs de la Forêt d'Orient, le site accueille de nombreux oiseaux migrateurs ou de passage. Ils trouvent sur place des conditions d'accueil favorables pour la reproduction, l'alimentation, la halte migratoire et l'hivernage. Les différentes espèces d'échassiers, de limicoles, de canards, d'oiseaux paludicoles (qui vivent dans la roselière) et les passereaux des lisières forestières sont recensés chaque année, dans le cadre des suivis scientifiques menés par le Conservatoire.
La digue principale et l'observatoire situé en rive ouest de l'étang constituent les meilleurs postes d'observation. L'utilisation de jumelles ou d'une lunette ornithologique est vivement conseillée.
L'étang attire de nombreuses espèces d'anatidés, comme les canards Colvert, Siffleur, Souchet, la Sarcelle d'hiver, ou encore l'Oie cendrée, le Cygne tuberculé, les fuligules Milouin et Morillon, etc. Le Héron cendré et la Grande Aigrette sont également des hôtes réguliers, facilement visibles, de même que le Grèbe huppé, le Grèbe castagneux ou la Foulque maroule. Le Vanneau huppé est un hôte assidu des îlots en période estivale et automnale. L'observateur attentif pourra observer des espèces plus discrètes, telles que le Martin-pêcheur, le Chevalier guignette ou la Bécassine des marais.
Diverses espèces de rapaces sont visibles sur l'étang et aux abords : Buse variable, Bondrée apivore, Milan noir (un couple nicheur), Epervier d'Europe, Autour des palombes, Busard des roseaux, faucons Hobereau et Crécerelle et parfois le Faucon pèlerin ou le Milan royal. Le Balbuzard pêcheur, rapace piscivore migrateur, est observable au printemps et en fin d'été, ainsi que la Cigogne noire.
Ces dernières années, des espèces plus rares ont été observées lors des suivis scientifiques de l'avifaune : Garrot à oeil d'or, Harle piette, Butor étoilé, Bihoreau gris, Grèbe jougris, Grèbe à cou noir, Pygargue à queue blanche, Marouette ponctuée, Guifette noire, Guifette moustac, Pie-grièche grise, Sizerin flammé...
Les autres espèces
La RNR de l'Etang de Ramerupt accueille diverses espèces de mammifères, dont certaines espèces menacées en Champagne-Ardenne comme le Chat forestier, le Putois ou la Musaraigne aquatique. Ces dernières années, des indices de présence de Loutre d'Europe, espèce rarissime en Champagne-Ardenne, ont été détectés. Le Sanglier et le Ragondin sont régulés sur le site afin de préserver les roselières et l'étanchéité de la digue (convention avec la Société de Chasse des Epines, basée à Petit-Mesnil).
Le site accueille également de nombreuses chauves-souris, dont des espèces d'intérêt européen comme la Barbastelle, le Grand Murin, le Murin de Bechstein et le Petit Rhinolophe. Les chauves-souris utilisent le site en tant que territoire de chasse riche en insectes dont elles se nourrissent.
La faune piscicole, dépendante des intoductions réalisées par le Conservatoire, est exclusivement constituée d'espèces typiques des étangs de Champagne Humide : Carpe commune, Brochet, Tanche, Gardon, Rotengle et Perche. Seule l'Anguille parvient à coloniser l'étang de manière naturelle, en remontant le réseau hydrographique local, dépendant du bassin de la Voire.
En tant que zone humide, notamment grâce à la présence de 3 mares en périphérie de l'étang, la RNR constitue un milieu favorable à la reproduction de diverses espèces d'amphibiens (10 espèces connues). Les grenouilles Verte, Rousse et le Crapaud commun sont abondants sur le site. Les Tritons palmé, ponctué et alpestre y sont plus localisés. En revanche, d'autres espèces plus rares sont également présentes, comme la Grenouille agile, la Salamandre tachetée ou le Triton crêté. Petite dernière ayant été découverte en 2015, la Grenouille de Lessona fréquente la zone humide de queue d'étang. La RNR abrite également 4 espèces de reptiles : la Couleuvre à collier, l'Orvet fragile, le Lézard vivipare et le Lézard des murailles.
Les insectes sont nombreux sur le site (plusieurs centaines d'espèces). Les Odonates (libellules) sont représentés par 37 espèces, soit plus de la moitié des espèces connues en Champagne-Ardenne dont 4 espèces menacées : l'Aeschne isocèle, l'Epithèque bimaculée, la Grande Aeshne et la Cordulie métallique. Les Lépidoptères Rhopalocères (papillons diurnes) sont représentés par un cortège de 28 espèces, dont le Cuivré des marais, espèce menacée et protégée en Europe. La RNR abrite également 19 espèces d'Orthoptères (criquets, grillons et sauterelles) dont des espèces menacées en Champagne-Ardenne telles que le Conocéphale des roseaux, le Criquet ensanglanté ou la Courtillière.