大巴山有野生动物700多种。
其中：鸟类共有183种；两栖纲有12种；爬行纲有18种；兽类有65种；保护区内昆虫资源极为丰富，已经鉴定的有378种。
山区动物种类多，还有白蛇、白熊等珍稀动物数十种，其中属国家保护的野生动物四十种，国家一级保护动物有豹、云豹、林麝、金雕等，国家二级保护动物有金猫、猕猴、斑羚、红腹锦鸡、红隼、大鲵等，国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物有刺猥、狼、野猪、野兔、中华竹鼠、杜鹃、中国林蛙、竹叶青蛇等。
大巴山南边的重庆城口县也声称出现过华南虎，还组织大巴山自然保护区的员工、林场的护林员、有一定狩猎经验的农民等拍摄野生华南虎的照片。
