Ook voor de niet zo zichtbare groep van vleermuizen blijken de bosranden van het Renkums Beekdal van groot belang. Daar is althans het merendeel van de acht soorten vleermuizen waargenomen die tijdens twee avondbezoeken met een batdetector zijn geïdentificeerd. Het gaat onder meer om de boombewonende soorten Watervleermuis, Franjestaart, Ruige dwergvleermuis en Rosse vleermuis, terwijl de eveneens waargenomen Grootoorvleermuis zowel in bomen als gebouwen verblijft. Het is aannemelijk dat deze soorten ook verblijfplaatsen hebben in boomholten in het beekdal. Het gaat waarschijnlijk om oude eiken en beuken. De meeste vleermuiswaarnemingen zijn gedaan waar deze bomen staan.
In 2014 zijn acht soorten vleermuizen in het Renkums Beekdal waargenomen (zie tabel hieronder). Alle soorten vleermuizen zijn beschermd volgens de Flora- en Faunawet. De Rosse vleermuis en de Laatvlieger staan op de Rode Lijst Zoogdieren uit 2006 vermeld als Kwetsbaar (Zoogdiervereniging VZZ, 2007).
Per soort staat de status op de Rode Lijst 2006 (RL) vermeld: thans niet bedreigd (TNB) en kwetsbaar (KW). Soorten die tijdens de KNNV-inventarisatie in 1999-2002 in het Renkums Beekdal waargenomen zijn, zijn aangegeven met ‘+‘ (Smit, 2003).
| Nederlandse naam | Wetenschappelijke naam | RL | 1999-2002 |
| Franjestaart | Myotis nattereri | TNB | + |
| Gewone dwergvleermuis | Pipistrellus pipistrellus | TNB | + |
| Grootoorvleermuis | Plecotus spec. | TNB | |
| Laatvlieger | Eptesicus serotinus | KW | |
| Meervleermuis | Myotis dasychneme | TNB | |
| Rosse vleermuis | Nyctalus noctula | KW | |
| Ruige dwergvleermuis | Pipistrellus nathusii | TNB | |
| Watervleermuis | Myotis daubentonii | TNB | + |