Il Parco è l'unico sito mondiale che ospita moltissime coppie nidificanti di Fenicottero e di Gabbiano roseo, di pollo sultano (Porphyrio porphyrio), di airone guardaboi (Bubulicus ibis), di garzetta (Egretta garzetta), di mignattaio (Plegadis falcinellus), di cavaliere d'Italia (Himantopus himantous) e tanti altri uccelli rari lo rendono un prezioso gioiello naturalista. La fitta vegetazione palustre del Bellarosa Minore ospita il pollo sultano e l'airone guardaboi, che nidifica per la prima volta in Italia. Nel bacino Bellarosa Maggiore vivono il cavaliere d' Italia e il fenicottero rosa, chiamato in sardo "genti arrubia", gente rossa.
I Fenicotteri rosa fanno parte della famiglia dei grandi uccelli acquatici; vivacemente colorati abitano in regioni calde. Il nome fenicottero deriva dal greco "ala di porpora" indica il caratteristico colore di questi uccelli che varia tra il rosa, il rosso acceso ed il nero, che assumono da adulti perché si nutrono di un piccolo crostaceo, artemia salina, con un forte pigmento porpora che assimilano con la nutrizione. Alti, quasi due metri, con lunghi colli, piedi palmati, sono forti volatori emigratori, che si spostano da una fonte di cibo all'altra. Durante il volo tengono tesi i colli in avanti e le zampe all'indietro assomigliando a delle lance volanti,
formando delle caratteristiche a V nel cielo.
In Italia, i fenicotteri rosa scelgono la Sardegna, dove sono attirati per il mite inverno. Mangiano piccoli animali o vegetali che si trovano nelle acque. Il nido viene costituito dalla coppia in acque basse con il fango, che viene modellato con il becco fino al raggiungere forma di un cono tronco. Le femmine vi depongono un uovo, raramente due. I piccoli fenicotteri, dopo quattro mesi dalla nascita, volano e migrano con i genitori. Fra i diversi habitat dello stagno di Molentargius il fenicottero preferisce nidificare la zona di Perda Longa e il Bellarosa Maggiore, ricchi dei piccoli crostacei, di cui sono ghiotti.