Молочный лиман после восстановления его соединения с Азовским морем, стал родным домом для многочисленных видов птиц.
В разные сезоны и годы на Молочном лимане и его побережьях наблюдали более 280 видов птиц. На песчаных островах и косах лимана гнездятся колониально, то есть большими поселениями, различные виды чаек, крачек, куликов, большие бакланы. На многообразие и численность птиц значительно влияет наличие связи лимана с морем.
В конце 2019 года была восстановлена связь лимана с морем, и уже через год, в 2020 на островах и косах загнездились и гнездятся и в этом году: мартины - мартин тонкоклювый (несколько тысяч пар) и желтоногий, крачки - речная крачка, малая и черноклювая, а также охраняемые виды куликов, занесенные в Красную книгу Украины - сапожник, кулик-долгоног. По наблюдениям орнитолога Приазовского нацпарка, в 2020 году на Молочном лимане впервые начал гнездиться редкий вид - каспийская крачка. Также обогатилась кормовая база для рыбоядных птиц, и на Молочном лимане начали ежегодно прилетать розовые пеликаны, что также относятся к охраняемым видам в Украине. Они не гнездятся в Приазовском национальном парке, но проводят здесь весенне-летние месяцы, с мая по август.
Благодаря значительному количеству редких видов и большой численности птиц во время миграций и зимовок, Молочный лиман с 1995 года входит в перечень водно-болотных угодий, имеющих международное значение, официально признанных Рамсарской конвенцией.