Die Flora im Naturpark Persina ist ziemlich reich und umfasst über 100 Arten an Algen, etwa 20 Arten an Moosen und Pilzen sowie etwa 500 Arten höherer Pflanzen. Davon stehen 30 in Bulgarien auf der Roten Liste,24 sind FFH-Arten und 12 Arten genießen internationalen Schutzstatus. Es gibt etwa 300 Arten von Heilpflanzen. Äußerst wertvoll sind auch die Weiden-Gesellschaften. Vertreter seltener und bedrohter Arten sind – Weiße Seerose (Nymphaea alba) Gelbe Teichrose (Nuphar lutea), Kleefarn (Marsilea quadrifolia), Sommer-Knotenblume (Leucojum aestivum ), Europäische Seekanne (Nymphoides peltata), und die Wasserkastanie bzw. Wassernuss (Trapa natans).

Die Fauna des Persina-Naturparks ist ebenso reich und vielfältig. Rund 1.100 Tierarten, darunter mehr als 770 Arten von Wirbellosen, 67 Fischarten, 11 Amphibien- und 17 Reptilienarten sind hier zu finden. Typische Säugetiere sind das Wildschwein, der Europäische Iltis und das Reh. Im Naturpark Persina ist auch der weltweit bedrohte Fischotter(Lutra lutra) zu finden.

Der größte Reichtum des Parks sind jedoch die Vögel. Es gibt mehr als 220 Arten und fast alle von ihnen sind geschützt. Die Gruppe der Belene-Inseln und das Areal des Schutzgebietes bieten ganzjährig wichtige Brut-, Nahrungs- und Ruhestätten für Wasservögel. 40 von ihnen sind auf der Roten Liste Bulgariens und 62 Arten sind Vogelarten von europäischer Schutzrelevanz (SPEC). Fünf Arten gelten im Rahmen von SPEC1 als weltweit bedroht, 15 in SPEC2 geführte Arten sind europaweit gefährdet und 42 fallen unter SPEC3.

Der Persina-Naturpark ist ein Paradies für Wasservögel. Die Feuchtgebiete der Persin-Insel sind Heimat für viele seltene und bedrohte Arten wie die Moorente(Aythya nyroca), den Rothalstaucher (Podiceps grisegena), den Schwarzhalstaucher (Podiceps nigricollis), den Höckerschwan (Cygnus olor), der Weißbart-Seeschwalbe (Chlidonias hybrida). Hier sind brütende Kormorane, Silberreiher und Löffler direkte Nachbarn.

Bei niedrigem Wasserstand der Donau treten große Sandbänke zwischen den Inseln hervor. Sie sind der bevorzugteRuheplatz desKrauskopfpelikans, der Graugans, des Kormorans und von Möwen. Im Winter ist die Region ein Sammelplatz für Schwärme tausender Gänse, darunter zweier global bedrohter Arten – der Rothalsgans und der Zwerggans.

Eines der Wahrzeichen des Naturparks Persina ist der Seeadler. Er ist einer der seltensten Brutvogelarten Bulgariens. Landesweit ist das Vorkommen von nur wenigen Paaren bekannt. Der Adler ist sehr empfindlich gegenüber Störungen und der Anwesenheit des Menschen. Deshalb wurden zu seinem Schutz zwei Naturschutzgebiete eingerichtet - Kitka und Milka – wo menschliche Aktivitäten stark eingeschränkt sind.