La invasión de la flora y la fauna alóctona (que no es originaria del lugar en el que se encuentra) continúa creciendo en la demarcación de la cuenca del Duero. Un informe reciente de la Confederación Hidrográfica sobre la presencia de especies invasoras constata la existencia de hasta 108 especies de flora y 20 de fauna de esta índole en la demarcación del río.
Los trabajos incluyeron la prospección de más de 320 emplazamientos tanto en ríos como en embalses, y la recopilación y revisión de información de diversas fuentes, incluidas varias administraciones regionales y programas relativos a la existencia de especies alóctonas y exóticas invasoras. Los puntos de muestreo se distribuyeron en 130 ríos y arroyos y en 15 embalses y otras masas de agua de recorrido lento, debido a la presencia de obstáculos transversales, pertenecientes a las subcuencas del Adaja, Águeda, Cega, Duratón, Esla, Huebra, Pisuerga, Sabor, Támega, Tormes, Tuela, Valderaduey, Zapardiel y el propio Duero y sus afluentes menores directos.
Según dicho estudio, durante los trabajos de campo, se detectó la presencia de al menos una especie exótica de fauna en el 56,7% de los tramos fluviales prospectados, siendo las especies más frecuentes los dos cangrejos americanos, el cangrejo señal (Pacifastacus leniusculus) y el cangrejo rojo (Procambarus clarkii), el visón americano (Neovison vison) y la almeja asiática (Corbicula fluminea).
Otras especies exóticas detectadas durante los trabajos son el galápago de Florida (Trachemys scripta) o el avispón asiático (Vespa velutina). El cangrejo señal Pacifastacus leniusculus, introducido por la Junta de Castilla y León para sustituir las poblaciones diezmadas del autóctono, procede de Canadá y Estados Unidos y tiene tendencia a ocupar ríos con aguas más rápidas, con menor conductividad, menor presencia de limos y arcillas y mayor transparencia, asociándose a tramos de cabecera. Su presencia ha resultado especialmente elevada en las provincias de Ávila y Segovia, aunque también aparece en la provincia de Zamora, donde está generando problemas de conservación a la náyade de río (Margaritifera margaritifera), un molusco cuyas poblaciones están en peligro de extinción y que es una auténtica joya de la fauna acuática.
Respecto a la flora, los trabajos realizados confirman la presencia de al menos 108 especies alóctonas y exóticas invasoras. Entre las más extendidas se encuentran Ailanthus altissima, Azolla sp. o Populus x canadensis, Conyza canadensis, Medicago sativa e Isatis tinctoria.
Las zonas donde se observa una mayor diversidad de plantas exóticas son aquellas que están cerca de grandes núcleos de población, como Zamora, Valladolid, León o Palencia. Esto es debido a que son zonas donde la degradación del medio es alta y por ello las especies exóticas son capaces de colonizar nichos de manera más eficiente.