С разнообразием растительности и флоры связано высокое разнообразие беспозвоночных животных заповедника. Однако для подробного описания их структуры и состава еще не достаточно данных. Имеются результаты инвентаризации отдельных таксонов. В заповеднике встречено 285 видов пауков и 620 видов бабочек.

Проводятся регулярные наблюдения за численностью и составом жужелиц, так как эти жуки хороший индикатор состояния экосистем.

Obyknovennyi_mahaonОсобой достопримечательностью заповедника является самая крупная и красивая дневная бабочка региона Махаон обыкновенный (Papilio machaon L.), относящаяся к семейству парусников и занесенная в Красную книгу Московской области. Размах крыльев у самцов 65-80 мм, у самок — 75-95 мм. Основной цвет фона крыльев — интенсивно-жёлтый. Передние крылья с чёрными пятнами и жилками, и с широкой чёрной каймой. Задние крылья имеют «хвостики» до 10 мм и окрашены синими и жёлтыми пятнами, красно-бурый глазок, окружённый чёрным, располагается в углу крыла.

Фауна позвоночных животных заповедника представлена 10 видами амфибии, 5 видами рептилий, 143 видами птиц, 62 видами диких млекопитающих.

Фауна птиц заповедника насчитывает 143 вида. Из неворобьинных обычны:

Из воробьеобразных наиболее многочисленны:

Современная фауна диких млекопитающих заповедника насчитывает 62 вида, в том числе, характерные для Русской равнины:

  • лось,
  • кабан,
  • олень: пятнистый и европейский,
  • косуля,
  • зайцы: беляк и русак,
  • бобр,
  • барсук,
  • куница,
  • белка,
  • ласка,
  • выдра,
  • волк,
  • рысь.

Среди млекопитающих Приокско-Террасного заповедника встречаются как виды, свойственные южной тайге (например, крошечная бурозубка, рыжая полевка, рысь), так и виды, относящиеся к комплексу широколиственных лесов (южный еж, желтогорлая мышь, орешниковая соня, кабан).

Главной достопримечательностью заповедника является зубр. В 1948 году в заповеднике был организован зубровый питомник, ставший центром восстановления и разведения зубра в России.