室見川は、福岡の街中を流れるにもかかわらず、毎年100種類を超える野鳥が観察される。河口部では冬にスズガモなどのカモ類やカモメ類が多く見られ、下流から中流にかけてはカワセミやバン、カイツブリが、上流部にはヤマセミ、カワガラス等の渓流の鳥が繁殖している。

室見川では1984年2月に日本で初めてハシボソカモメが観察されたと言う記録もあり（その後1991年頃まで毎冬見られたという）、2001年夏にはヤマショウビンが1ヶ月以上も滞在した記録がある。

福岡市の海の鳥であるユリカモメが多く生息している。