Бурый медведь Каменушка Сибирский углозуб Буреинский хариус Большая лесная перламутровка

Животный мир представлен в основном видами охотско-камчатской, восточносибирской и высокогорной фаун. По долинам рек в пределы заповедника проникают некоторые виды приамурской фауны – мандаринка, амурская выпь. В южные отроги Дуссе-Алиня заходят изюбрь – типичный обитатель гор юга Восточной Сибири и Дальнего Востока – и косуля, ядро ареала которой расположено в зоне лиственных лесов и лесостепей.

Помимо широко распространенных общепалеарктических видов – бурого медведя, горностая, соболя, зайца-беляка, белки, росомахи, кедровки, каменного глухаря, пеночки-зарнички, чижа, синехвостки, буроголовой гаички – в группе бореальных выделяется комплекс эндемичных для этой провинции охотских видов, к которым относятся, к примеру, дикуша и японский свиристель.

Среди высокогорной фауны отмечены широко распространенные арктоальпийские и гольцовые виды – тундровая куропатка, монгольская альпийская завирушка, из млекопитающих – северный олень, маньчжурская пищуха, из насекомых – желтый аполлон, медведица.
Высокогорная фауна приурочена лишь к отдельным вершинам, зачастую далеко отстоящим друг от друга. В связи с этим она, с одной стороны, характеризуется довольно скудным видовым составом, а с другой – могла сохранить целый ряд эндемичных и реликтовых видов с резко выраженным спорадизмом их распространения.

Фауна млекопитающих насчитывает 36 видов: лось, кабарга, северный олень, изюбрь, косуля, соболь, американская норка, выдра, росомаха, горностай, колонок, ласка, бурый медведь, волк, лисица, рысь, заяц-беляк, белка, бурундук, летяга, лесная азиатская мышь, мышь-малютка, серая крыса, красно-серая полевка, лесной лемминг, северная пищуха и др. В 2006 г. в верховьях р.Корбохон обнаружен новый для фауны заповедника вид – лемминговидная полевка. В том же году верховьях Правой Буреи (хребет Эзоп) впервые наблюдали снежного барана.
Териологические исследования в заповеднике еще далеки от завершения. Одной из наименее изученных групп остаются рукокрылые, список которых на сегодня ограничивается одним видом – бурый ушан (Plecotus auritus). Подробнее.

К настоящему времени в заповеднике отмечено 192 вида птиц (иллюстрированный список видов птиц Буреинского заповедника). Из них гнездование установлено или предполагается для 89 видов. К редким видам орнитофауны относятся орлан — белохвост, скопа, сапсан, филин, дикуша. Названные птицы, кроме орлана-белохвоста, включены в Красную книгу России. В заповеднеке обитает амурский свиристель, занесенный в международную Красную книгу Азии. Из перечисленных выше птиц, нуждающихся в охране, в границах заповедника гнездятся лишь филин, дикуша и амурский свиристель. Данных о численности филина мало. Дикуша — типичный представитель охотской фауны, здесь достаточно обычна. Она населяет еловые, елово — пихтовые леса, и лиственничники. Совершает сезонные миграции: осенью — из лиственничных лесов в темнохвойные, к концу весны — обратно. Амурский свиристель тоже представитель охотской фауны и гнездится в основном в пойменных лиственничниках. Обычными видами являются рябчик, каменный глухарь. Встречаются тундряная и белая куропатки. Из гусеобразных гнездятся каменушка и большой крохаль. На пролете обычны гуси — гуменники, чирки — свистунки. Другие утки немногочисленны. Из дневных хищных птиц наиболее часто удается встретить канюка, перепелятника, и малого перепелятника. Залетают и редкие виды, например хохлатый осоед. Из ночных хищных птиц наиболее обычны длиннохвостая и бородатая неясыти, мохноногий сыч. Реже встречаются воробьиный сыч, ястребиная сова. Ржанкообразные представлены куликом-перевозчиком, вальдшнепом. Другие кулики (главным образом, живущие на севере материка) пересекают территорию заповедника лишь во время сезонных миграций. А чайки появляются над заповедником в основном осенью, во время послегнездовых кочевок. В лесу гнездятся три вида кукушек: обыкновенная, глухая и ширококрылая. Дятлообразные представлены 6 видами (желна, большой пестрый, малый пестрый, белоспинный и трехпалый дятлы, а также вертишейка). Из воробьиных обычны кедровка, кукша, клест-еловик, снегирь, синий соловей, соловей-красношейка, соловей-свистун, синехвостка, корольковая и бледноногая пеночки, буроголовая гаичка, поползень, пищуха, горная трясогузки, сибирская и ширококлювая мухоловки, а также мухоловка-мугимаки, седоголовая овсянка, несколько видов дроздов. В высокогорьях обычны альпийская завирушка и сибирский горный вьюрок.

Из пресмыкающихся отмечена живородящая ящерица, из амфибий – дальневосточная лягушка и сибирский углозуб. Подробнее.

На 2014 г. на территории заповедника отмечено обитание 14 видов рыб и одного вида  миног — дальневосточной ручьевой, которая очень редка в самой южной части заповедника, в р. Бурее. Наиболее обычными видами в реках и ручьях являются амурский подкаменщик, сибирский голец, гольяны Лаговского и речной, тупорылый ленок и три вида хариусов – буреинский (эндемик бассейна верхнего течения Буреи), верхнеленский (байкало-ленский) и амурский. Встречаются здесь также налим и таймень. К числу редких видов относится острорылый ленок, который отмечается не ежегодно в Бурее и низовьях Левой Буреи. На зиму большинство видов уходит вниз — за пределы заповедника, весной – поднимаются вверх. В озере Корбохон , расположенном на высоте 1250 м в бассейне р. Левая Бурея обитают два вида – голец сибирский и тупорылый ленок, который представлен здесь особой «большеглазой» формой. Озерный гольян встречается только в одном небольшом озере в долине р. Правая Бурея. В последние годы в летние периоды в воды заповедника стали изредка проникать виды, ранее здесь не обитавшие. Это щука амурская и сиг-хадары. Их проникновение, скорее всего, связано с влиянием Бурейского водохранилища (формируется с 2003 г.), которое расположено ниже примерно в 200 км, а также с общим потеплением климата в бассейне р. Бурея. Подробнее.

Энтомофауна заповедника по опубликованным данным насчитывает более 900 видов. Из них: Coleoptera – 311 видов, Lepidoptera – 351, Heteroptera – 116, Diptera – 55, Orthoptera – 21, Hymenoptera – 18, Homoptera – 15, Odonata – 9, Plecoptera – 9, Ephemerodea – 7, Siphonaptera – 7, Thysanoptera – 4, Trichoptera – 4, Neuroptera – 2, Lepismatodea – 1, Mecoptera – 1, Megaloptera – 1, Raphidiodea – 1, Collembola – 62 вида. Семь видов из фауны коллембол являются широко распространенными палеарктами (Willemia anophthalma, Anurophorus palaearcticus, Parisotoma ekmani, Desoria neglecta, D.tshernovi, D.alaskensis, Isotoma viridis), только два – восточно-азиатские (Folsomia ozeana, Ceratophysella brevisensillata). Еще по крайней мере 9 видов, относящихся к сем. Isotomidae, впервые описаны с территории заповедника. Данная группа животных безусловно гораздо более многочисленна, и дальнейшие исследования приведут к значительному увеличению списка видов, обитающих на территории заповедника

Фауна пауков насчитывает 456 вида из 22 семейств 181 рода.
Обнаружены 12 видов сенокосцев и 10 представителей ложноскорпионов.

Отмечены наземные брюхоногие моллюски семейств Ellobiidae, Succineidae, Cochlicopidae, Vertiginidae, Valloniidae, Endodontidae, Arionidae, Zonitidae, Agriolimacidae, Euconulidae.