Les milieux humides sont convoités, en tant que réserve foncière dans une vallée à l’espace limité et contraint, par de nombreux secteurs d’activités économiques ou d’aménagement (agriculture intensive, urbanisation, industrialisation…).
Les acteurs du territoire du Parc ont donc une responsabilité particulièrement forte concernant la restauration et la préservation de ces milieux fortement reconnus sur le plan national et international comme en témoignent à elles seules les tourbières du marais Vernier (la plus grande France) et d’Heurteauville.
La salinité, le type de sol, la fréquence des inondations génèrent une grande diversité de prairies humides sur le territoire. Ce sont des zones qui jouent un rôle hydraulique important dans une région fortement soumise au risque d'inondation (zones d’expansion de crues : rôle d’éponge, de rétention). L’importance est telle qu’une législation spécifique s’y applique : la loi sur l’eau et les milieux aquatiques et l’arrêté zones humides.
Dans le territoire du Parc, ces espaces à forte productivité biologique sont principalement gérés à des fins agricoles, et participent ainsi pleinement à la vie économique. Ils jouent aussi un rôle dans l’activité cynégétique en tant que zone de nourrissage des canards migrateurs. Ils servent également à l’expression d’un particularisme local d’ordre paysager et culturel. Un bon exemple en est le roseau qui joue un rôle indéniable dans le patrimoine bâti du territoire.
Les milieux humides herbacés abritent un nombre considérable d’espèces dont un très grand nombre à protection nationale (Ache rampante, Rossolis à feuilles intermédiaires) ou régionale comme l’Orchis des marais. Les oiseaux constituent un autre maillon de la faune des zones humides avec de nombreuses espèces nicheuses emblématiques comme la Cigogne blanche, le Râle des genêts ou le Courlis cendré. Pour plusieurs espèces, le territoire du Parc accueille des effectifs d’importance internationale durant les migrations. Les invertébrés fournissent un important contingent d’espèces avec des orthoptères caractéristiques comme le Criquet ensanglanté, le Tetrix de Bolivar, des papillons comme le Miroir et des centaines d’espèces plus communes des zones humides. Des minuscules escargots protégés au niveau européen comme les Vertigos se rencontrent sur les formations herbacées humides les plus préservées. Quelques reptiles comme la couleuvre à collier, le lézard vivipare, constituent le fond herpétologique de ces espaces. Une mention spéciale peut être décernée au rare Peuplier noir dont les spécimens de la vallée de Seine se détachent, sur le plan génétique, des peuplements des autres régions. Pour beaucoup des espèces citées, les localisations connues en Haute-Normandie se situent sur le territoire du Parc.