Redwood Creek proporciona un hábitat crítico de desove y cría para el salmón coho o plateado (Oncorhynchus kisutch), la trucha cortada costera (Oncorhynchus clarki clarki) y la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss), todas ellas especies amenazadas. El arroyo está cerca del límite más meridional del hábitat del salmón coho y los peces nunca han sido repoblados, por lo que tienen un ADN característico. Los salmones de Redwood Creek son salmones coho de la Costa Central que están catalogados como especies amenazadas a nivel federal desde octubre de 2006 y como especies en peligro a nivel federal en junio de 2005. El salmón coho migra del océano al agua dulce para tener una única oportunidad de reproducirse, generalmente después de dos años en el océano. Las migraciones de desove comienzan después de que las fuertes lluvias de finales de otoño o de invierno rompan el banco de arena de la playa de Muir, lo que permite a los peces desplazarse río arriba (normalmente en diciembre y enero). No se observó ningún salmón en la carrera de invierno de 2007-2008, ni en la de 2008-2009. Las pruebas apuntan al agotamiento de los esguines que pasan el verano en el arroyo debido a la pérdida de grandes restos leñosos y charcas profundas donde los salmones jóvenes pueden descansar. A partir de 2009, el Servicio de Parques Nacionales comenzará a restaurar Muir Beach para crear un ecosistema funcional y autosuficiente y mejorar el acceso de los visitantes. La intervención fue casi demasiado tarde, ya que el coho sólo tiene una vida de tres años. Afortunadamente, a partir de enero de 2010 y por primera vez en tres años, se estima que 45 coho remontaron el arroyo Redwood para desovar, creando 23 redds o grupos de huevos. En 2011, se observaron 11 cohones adultos vivos y 1 cadáver de coho, junto con tres redds, un modesto aumento con respecto a la temporada de desove de 2007-2008. En todo el estado, la población de coho es el 1% de sus niveles en la década de 1940 y los peces han desaparecido del 90% de los arroyos que formalmente visitaban. La Watershed Alliance of Marin informó de que ningún salmón volvió a desovar en 2014, lo que hace temer que el pez pueda estar ahora extinto a nivel local. Tres machos adultos de coho capturados en el arroyo como juveniles en 2014 fueron liberados con tres hembras de Olema Creek como parte de la operación «coho jumpstart» del Departamento de Pesca y Vida Silvestre de California, y al menos uno de estos últimos fue observado para desovar, lo que aumenta las esperanzas de un retorno de una carrera de desove viable en Redwood Creek.
En el otoño de 2003, el NPS completó la primera fase del proyecto de restauración de Banducci Site, a aproximadamente 1 km aguas arriba de la desembocadura del arroyo en Muir Beach. Se construyeron diques de troncos artificiales utilizando árboles de eucalipto derribados y rompiendo los diques de contención para reconectar el canal y la llanura de inundación. El objetivo principal del proyecto era crear estanques de cría para los salmónidos juveniles. El NPS también eliminó la vegetación invasiva no autóctona del corredor ribereño y la sustituyó por vegetación autóctona para mejorar el hábitat de anidación de los pájaros cantores ribereños residentes y migratorios. La fase actual del proyecto de restauración del arroyo Redwood, iniciado en 2009, es un intento de restaurar la llanura de inundación de 46 acres del arroyo. Incluye la creación de un nuevo canal serpenteante de 650 pies con tres canales laterales, en un intento de restaurar la histórica Gran Laguna, que según los mapas de 1850, se extendía hasta el actual Pelican Inn. Una vez que la vegetación autóctona plantada se afiance en las nuevas orillas del arroyo, el actual aparcamiento se girará 90 grados y se conectará el nuevo canal.
Otras especies raras que viven en la cuenca son el búho moteado del norte (Strix occidentalis caurina) y la rana de patas rojas de California (Rana aurora draytonii). A finales de 2009, el NPS excavó un estanque en un pasto de la granja Green Gulch para proporcionar un hábitat a la menguante población de rana de patas rojas de California, la única en la cuenca.
La nutria de río (Lontra canadensis) fue vista en Redwood Creek en 1996, y regresa cada año para comer truchas arco iris. La nutria de río no figuraba como autóctona del condado de Marin en el libro de Grinnell de 1937 Fur-bearing Mammals of California.