Rezervate aptikta apie 2000 vabzdžių, 5 roplių, 10 varliagyvių ir 45 žinduolių rūšys. Žuvinto ežere aptinkamos 22 žuvų rūšys.
Rezervato miškuose ir pelkėse gausu žvėrių: briedžių, stirnų, šernų, nuolat gyvena vilkai. Ežerų ir upelių pakrantėse stebimos ūdros, šermuonėliai. Žuvinto apylinkių kūdrose kūmuoja saugomi varliagyviai - raudonpilvės kūmutės. Aptinkama Europoje ir Lietuvoje reta žuvų rūšis – vijūnas.
Labiausiai Žuvinto vardą išgarsino paukščiai. Žuvinto biosferos rezervatas yra viena svarbiausių paukščių apsaugos požiūriu vietų Lietuvoje. Čia peri didžiausios šalyje nendrinių lingių, plovinių vištelių, gervių, mėlyngurklių populiacijos. Migracijų metu čia apsistoja didžiuliai gervių, žąsų, ančių, tilvikų bei varnėnų pulkai.
Žuvinto šlapios pievos - vienos iš dviejų vietovių Lietuvoje kur peri itin reta meldinė nendrinukė Ši rūšis įtraukta į tarptautinį (IUCN) rūšių, kurioms gresia globalaus išnykimo pavojus, sąrašą.
Viso per pastaruosius 30 metų Žuvinte stebėtos 234 paukščių rūšys.