Найбільш різноманітні комахи, яких тут налічується близько 6000 видів та павукоподібні — близько 1000 видів. З хребетних тварин у заповіднику відмічено 15 видів риб, 9 — земноводних, 6 — плазунів, 190 — птахів та 54 види ссавців. До Європейського червоного списку занесено 12 видів місцевих тварин: сліпак звичайний, перегузня звичайна, могильник, дрофа (пролітний вид), деркач, п'явка медична, коник-товстун степовий, дибка степова, мнемозина, поліксена та ін.; до Червоної книги України — 45 видів: тхір степовий, їжак вухатий, гадюка степова, полоз жовточеревий, мідянка, горностай, норка звичайна, борсук, вівсянка чорноголова; дуже багато безхребетних тварин: бражник мертва голова, ведмедиця Гера, вусач земляний хрестоносець, джміль глинистий, джміль пахучий, дибка степова, коник-товстун степовий, ксилокопа фіолетова тощо.