Le Marais des Trous de Leu accueille une faune diversifiée : papillons, libellules, sauterelles et criquets, amphibiens, reptiles mais aussi poissons, mammifères et oiseaux y trouvent des milieux propices pour se nourrir, se reproduire et se reposer.
Les papillons
Le Paon du jour (Inachis io)
Papillon très coloré sur le dessus des ailes. Il est très répandu en France et en Europe et apprécie prairies et lisières de bois.
Les libellules
La Grande aeschne (Aeshna grandis)
Cette grosse libellule brune ambrée se reproduit dans les eaux calmes, canaux abandonnés ou les marais. Inscrite sur la liste rouge régionale, elle reste relativement présente en Champagne-Ardennne.
Les sauterelles et criquets
Le Criquet ensanglanté (Stethophyma grossum)
Ce criquet est reconnaissable notamment grâce à la bande rouge présente sur ses pattes postérieures et à son cri très sec. Amateurs de milieux humides, il est inscrit sur la liste rouge régionale en Champagne-Ardenne.
Les amphibiens
La Grenouille agile (Rana dalmatina)
Cette grenouille rousse au masque très marqué au niveau de l'oeil est généralement présente dans des milieux présentant boisements et fourrés. Protégée au niveau européen, elle est classée vulnérable sur la liste rouge régionale de Champagne-Ardenne.
Les reptiles
Le Lézard vivipare (Zootoca vivipara)
Le Lézard vivipare est protégé au niveau national. Il occupe des biotopes humides constitués de mégaphorbiaies et de cariçaies. La RNR du Marais des Trous de Leu abrite une belle petite population.
Les mammifères
La Crossope aquatique (Neomys fodiens)
Cette musaraigne, la plus grande en Europe, présente un pelage très contrasté : noir dessus et blanc dessous. On la trouve en général près de l'eau. Nocturne et crépusculaire, elle se nourrit de crustacés et de larves d'insectes aquatiques. Protégée à l'échelle nationale, elle est également inscrite sur la liste rouge régionale.
Les poissons
Le Brochet (Esox lucius)
Le Brochet trouve au sein des Marais des Trous de Leu des habitats aéquats à sa reproduction. Protégé au niveau national, la destruction de ses oeufs et de ses habitats de reproduction est interdite. Il est également inscrit sur les listes rouges nationale et régionale.
Les oiseaux
Le Martin-Pêcheur (Alcedo athis)
Cette espèce piscivore occupe les cours d'eau et étangs poissonneux. Il vit et niche habituellement sur les rives des cours d'eau, marais étangs,... Espèce protégée en France, elle l'est également au niveau européen car inscrite à l'Annexe I de la Directive oiseaux.