La riqueza faunística de este lugar es muy alta debido a la confluencia en un espacio no muy grande de diferentes ecosistemas (paredes rocosas, secanos, cultivos de cítricos, río, etc.) y a la moderada presión antrópica sobre ellos.

En las aguas del río habitan especies como la carpa (Cyprinus carpio), de la cual abundan especialmente individuos de la variedad denominada carpa de espejos, el cachuelo (Leuciscus pyrenaicus) y el barbo (Barbus bocagei bocagei), ambos endémicos de la Península Ibérica, la anguila (Anguilla anguilla) muy apreciada en la gastronomía tradicional, el carpín dorado (Carassius auratus) y la trucha arco iris (Salmo gairdnaerii), ésta última introducida por su valor como especie para la pesca deportiva, debido a lo cual hay tramos del río que se encuentran acotados para la pesca.

En el río y en las fuentes que lo alimentan podremos encontrar, entre otros muchos invertebrados acuáticos, un crustáceo muy interesante por ser un endemismo valenciano, la gamba de agua dulce (Dugastella valentina) con la cual solía prepararse un plato muy típico, la gambeta amb bledes.

Dentro del agua del río veremos la rana común (Rana perezi), endémica de la Península y que será el más numeroso de los anfibios, y alimentándose a menudo de ésta o de pequeños peces la culebra viperina (Natrix maura). En los remansos y azudes no será difícil descubrir la polla de agua (Gallinula chloropus) y la buceadora rata de agua (Arvicola sapidus). En las zonas con más corriente y sobre las piedras que emergen del agua encontraremos la lavandera blanca (Motacilla alba) y la lavandera cascadeña (Motacilla cinerea) para la cual el río constituye uno de los pocos lugares de cría de la comarca. En las ramas de la vegetación cercana al agua se sitúa el martín pescador (Alcedo atthis), buscando pececillos a los que captura mediante un rápido chapuzón. Más difíciles de ver pero no de ori son el ruiseñor bastardo (Cettia cetti) y, en primavera y verano, el ruiseñor común (Luscinia megarhynchos) que acompañará nuestro paseo con su melodioso canto.

En las paredes rocosas situadas cerca del río y en el Circo de la Safor suelen situarse especies interesantes como el gorrión chillón (Petronia petronia), el avión roquero (Riparia riparia), el colirrojo tizón (Phoenicurus ochruros), el roquero solitario (Monticola solitarius), el búho real (Bubo bubo), el cernícalo (Falco tinnunculus), etc.

En los restos de antiguos cultivos de secano y también en las vertientes montañosas no transformadas encontraremos reptiles como el lagarto ocelado (Lacerta lepida), la lagartija colilarga (Psammodromus algirus), la lagartija ibérica (Podarcis hispanica), el eslizón ibérico (Chalcides bedriagai), y serpientes como la culebra de herradura (Coluber hippocrepis), la culebra bastarda (Malpolon monspessulanus), la culebra de escalera (Elaphe scalaris), la culebra lisa meridional (Coronella girondica) o la víbora hocicuda (Vipera latasti), el único de los reptiles realmente peligroso por el veneno de su mordedura.

En los troncos viejos de los algarrobos nidifican el pito real (Picus viridis), el mochuelo (Athene noctua), y el carbonero común (Parus major) entre otros. En las pinadas encontraremos el herrerillo capuchino (Parus cristatus), el carbonero garrapinos (Parus ater), el mito (Aegithalos caudatus), la oropéndola (Oriolus oriolus), etc.

En la vegetación, junto a las higueras que crecen al lado de la acequia de conducción de agua de la Fábrica del Infern nidifica una especie, el curruca capirotada (Sylvia atricapilla), muy rara como nidificante en la comarca y que encuentra aquí el habitat idóneo para permanecer durante todo el año. También veremos una gran cantidad de fringílidos (verderones, verdecillos, pinzones, jilgueros, etc.) en los cultivos de cítricos de los meandros.

Hay otras especies muy interesantes que se encuentran en el Racó del Duc y en la Safor pero que son difíciles de ver por ser escasas o por sus costumbres nocturnas, tales como el gato montés (Felis silvestris), la gineta (Genetta genetta), el turón (Mustela putorius), la comadreja (Mustela mustela), el jabalí (Sus scrofa), el águila real (Aquila chrysaetos), el águila perdicera (Hieraetus fasciatus), etc.