截止2014年,保护区已知野生动物种类有动物近3000种,其中兽类69种,鸟类191种另4亚种,两栖爬行类75种,鱼类48种,陆栖寡毛类211种,昆虫类2000余种。列为国家保护的野生动物有35种,其中一级保护动物有黔金丝猴、豹、白颈长尾雉等6种,二级保护动物有大鲵、穿山甲、猕猴、黑熊、红腹角雉等29种。特别是黔金丝猴,是第三纪遗留下来的中国特产动物,野外种群数量只有750只左右,仅分布在梵净山保护区内,是中国特产的三种金丝猴种数量最少、分布最窄、濒危度最高的一种,被国际贸易公约列为濒危度最高级别保护动物,是世界的“瑰宝”。