Er zijn in Nederland geen vogels die uitsluitend in populierenbossen voorkomen. Er zijn echter wel soorten die er een zekere voorkeur voor hebben, zoals de wielewaal en de houtsnip. In totaal broeden er ongeveer 50 soorten vogels in populierenbossen.
De vogelsoortensamenstelling van een populierenbos is sterk afhankelijk van de ontwikkelingsfase van het bos. Na aanplant vestigen zich eerst bijvoorbeeld de fitis, grasmus, fazant, rietgors en kneu. Later komen onder andere de houtduif, vink, grauwe vliegenvanger, heggenmus, winterkoning, roodborst en houtsnip ervoor in de plaats. Dode en zieke populieren herbergen veel spreeuwen, holenduiven, grote en kleine bonte spechten, matkopmezen en af en toe een boomkruiper.
De vogelrijkdom blijkt sterk te kunnen worden bevorderd door een gevarieerde ondergroei van struiken en kruiden te stimuleren. Zo zijn er percelen populierenbos met een gevarieerde ondergroei, waarin één paartje nachtegalen per hectare voorkomt. Oude populierenbossen zijn in het algemeen ornithologisch van meer betekenis dan jonge bossen. Veertig jaar oude populierenbossen met een goed ontwikkelde struiklaag kennen een avifauna die vergelijkbaar is met die van een natuurlijk eikenbos.