การผสมผสานของทุ่งหญ้าและป่าไม้ชนิดต่าง ๆ ตามธรรมชาติในเขตรักษาพันธุ์ สัตว์ป่าแห่งนี้ ทำให้มีแหล่งน้ำ แหล่งอาหาร และที่หลบซ่อนป้องกันภัยแก่สัตว์ป่าอย่างสมบูรณ์ จึงปรากฏมีสัตว์ป่ามากทั้งชนิดและจำนวน โดยเฉพาะสัตว์ป่าสงวน เช่น เลียงผา ควายป่า กระซู่ สมเสร็จนอกจากนั้นยังมีร่องรอยและรายงานการพบเห็นอยู่ตามแหล่งต่าง ๆ ส่วนสัตว์คุ้มครอง อื่น ๆ ที่พบได้แก่ ช้างป่า กระทิง วัวแดง กวาง เก้ง เสือชนิดต่าง ๆ หมี ค่าง บ่าง ชะนี ลิงลม ลิงต่าง ๆ พญากระรอก ชะมด อีเห็นต่าง ๆ หมีขอ ลิ่น และสัตว์อื่น ๆ อีกหลายชนิด รวมทั้งไก่ฟ้าหลังเทา ไก่ฟ้าพญาลอ เป็ดหงษ์ เป็ดก่า นกเงือกชนิดต่าง ๆ นกแก้ว นกพญาไฟ นกขุนทอง นกกระทาดง นกหัวขวานต่าง ๆ เป็นต้น ก็พบมากในป่าแห่งนี้
สัตว์ป่าที่มีจำนวนมากและพบเห็นบ่อย ๆ ได้แก่ กระทิง ช้างป่า กวาง เก้ง ตาม ทุ่งหญ้าและดินโป่ง ตามทางรถและทางด่านสัตว์ก็จะพบชะมด อีเห็น และรอยเท้าเสือโคร่ง เป็นจำนวนมาก ในบริเวณป่าโปร่งและป่าไผ่ก็จะพบเห็นไก่ป่า ไก่ฟ้าหลังเทา เก้ง กวาง โดยไม่ยาก ส่วนนกชนิดต่าง ๆ และชะนีจะได้ยินเสียงร้องหรือเห็นตัวในป่าทั่วไป