Широко распространены и многочисленны в заповеднике насекомоядные – землеройки бурозубки и крот. Последний обычен не только на лугах и в елово-берёзовых лесах, но и в первобытной горной тайге. По типу питания к насекомоядным относятся и представители отряда рукокрылых – единственные млекопитающие, обладающие способностью к настоящему полёту. Редко встречающиеся в заповеднике северный кожанок и прудовая ночница – это виды из Красных книг Среднего Урала и Свердловской области.

Из хищных наиболее многочисленны куньи: куница, колонок, горностай, ласка. Следы выдры и американской норки регулярно встречаются зимой в руслах и по берегам рек, иногда удаётся увидеть этих животных в летнее время. Барсук поселяется обычно в норах на сухих южных склонах гор. Самым редким представителем семейства является росомаха, следы которой очень редко отмечаются в зимнее время. Один раз инспектор заповедника наблюдал в районе реки Кустоватой росомаху, забравшуюся на берёзу.

Цепочки следов волка встречаются на зимних учётах и в летнее время на тропах и просеках в разных частях заповедника. Редко на открытых местах, у опушки леса можно встретить лисицу или её следы. Рысь очень редка, её следы отмечаются не каждую зиму и преимущественно в восточной горной части заповедника. Повсеместно встречаются следы самого крупного хищника – бурого медведя. Предположительно, на территории заповедника постоянно обитает в пределах десятка особей этого вида. Разрытые ими муравейники и разрушенные полусгнившие стволы деревьев часто встречаются на просеках и дорогах.

Из копытных в заповеднике самым обычным является лось. Излюбленные места кормёжки для него – таволожники, осоково-вахтовые болота, рябиновые молодняки. В течение зимнего сезона для лосей в заповеднике характерны небольшие миграции. В начале зимы они перемещаются из межгорных котловин вверх по склонам гор, в более тёплые в этот период и богатые зарослями рябины и осины места. А в феврале – марте, в период максимального снегонакопления, снова спускаются вниз, где снежный покров менее глубок. Критической его глубиной, ограничивающей пребывание лося в горной тайге, считается 70 см. В летнее время в заповеднике встречаются следы жизнедеятельности косули и кабана.

Разнообразно и многочисленно птичье население заповедника.

Обычны здесь типично таёжные тетеревиные – глухарь, тетерев, рябчик – численность которых за время существования охраняемого комплекса (заповедник и его охранная зона) заметно возросла. Довольно часто в лесу можно вспугнуть кулика вальдшнепа. Из дятлов, тесно связанных своей жизнью с лесом, наиболее распространёнными являются большой пёстрый и трёхпалый.

Уже в мае слышно кукование двух видов кукушек – обыкновенной и глухой.

Большую часть орнитофауны заповедника составляют воробьинообразные. В темнохвойных лесах обычны зяблик, клёст-еловик, поползень, длиннохвостая синица, пёстрый дрозд и другие виды. В лесах с кедром встречается кедровка – вид, способствующий распространению этого дерева по территории заповедника.

Хищные птицы немногочисленны, но разнообразны. В лесах обитают ястребы – тетеревятник и перепелятник, к открытым пространствам приурочены места обитания канюка, полевого луня. Очень редки чеглок, осоед, коршун, пустельга. Из ночных хищных птиц встречаются неясыти – длиннохвостая и бородатая, болотная сова, сычи, ястребиная сова.

В связи с отсутствием в заповеднике значительных водоёмов фауна водоплавающих птиц крайне бедна. Отмечен чирок-свистунок, селящийся на маленьких болотцах по реке Сулём и её притокам; кряква – по немногочисленным старицам этих речек; из нырковых уток – гоголь.

На обширных ветровальниках и пожарищах за последние двадцать лет распространились виды птиц открытых местообитаний: коростель, луговой чекан, полевой лунь, белая трясогузка и другие.

Фауна земноводных и пресмыкающихся заповедника небогата. Весной в лужах видны кладки икры лягушек – остромордой и травяной, а на просеках и тропах можно встретить их самих. Жаба попадается гораздо реже. На прогреваемых камнях, стволах деревьев можно часто увидеть живородящую ящерицу. На просеках нередка встреча с обыкновенной гадюкой.

В реках и ручьях заповедника обитает 12 видов рыб, среди которых хариус, подкаменщик, налим, гольян, пескарь и другие.

Беспозвоночные – самая многочисленная и многообразная группа животных в заповеднике. Выявленная фауна насчитывает в настоящее время около 2500 видов. И это, видимо, примерно половина того, что здесь обитает.

Самыми массовыми видами насекомых в почве и на её поверхности являются земляные муравьи мирмика и рыжие лесные муравьи, строящие гнёзда с надземным насыпным куполом. В лесной подстилке многочисленны и разнообразны в видовом отношении пауки-пигмеи, жуки – стафилиниды, жужелицы: лесной моховик, многоямчатый птеростих и рыжий канавочник, а на поверхности почвы быстро бегают пауки-волки, жуки стафилиниды филонтусы и разные виды жужелиц карабусов. Обитателями подстилки и почвы являются многочисленные губоногие многоножки костянки, дождевые черви и мелкие белые тонкие кольчатые черви 1–2 см длиной, родственные дождевым червям по происхождению и «профессии» – энхитреиды. На поверхности почвы также обычны виды, питающиеся животными и растительными останками: ребристый мертвоед, обыкновенный могильщик, лесной навозник и многие другие.

Богат и разнообразен комплекс насекомых, разрушающих ослабленные и выпавшие деревья. Самыми распространёнными из них являются короед типограф, берёзовый лубоед, обыкновенный гравёр, чёрный пихтовый и чёрный еловый усачи, хвойный долгоносик. Ветровал 1995 и пожары 1998 и 2010 годов создали оптимальные условия для размножения многих видов этой группы.

На лугах многочисленны насекомые и пауки, обитающие в травостое. Он для них «и стол, и дом». Цикадки – обыкновенная пенница и зелёная цикадка, бобовая тля, травяные клопы и настоящие щитники, кобылки питаются соком растений и находят здесь же убежище. Пауки-крабы, пауки-скакунчики, пауки-кругопряды, зелёный кузнечик, некоторые виды клопов являются хищниками и поджидают добычу в засаде, ловят их в сети, либо подкрадываются незаметно к жертве.

Луговое разнотравье привлекает многих бабочек. Многоцветную летающую мозаику создают многочисленные красно-коричневые шашечницы и перламутровки; голубые, серые и оранжевые голубянки; белая боярышница, зорьки и другие различные белянки и беляночки; разноцветные крапивницы, дневной павлиний глаз, многоцветницы. Не менее разнообразны бабочки лесов, которых больше на опушках и прогалинах. Много в заповеднике и ночных бабочек, среди которых несколько видов орденских лент (голубая, жёлтая, обыкновенная красная), медведиц (кайя, желтоватая, быстрая), бражников (малый и средний винные, подмаренниковый). Периодически наблюдается массовый вылет боярышницы. Из парусников нередок красавец махаон. Каждый год отмечается очень редкий вид – обыкновенный аполлон. Гусеницы многих из этих видов бабочек питаются листьями растений лугов, а взрослые насекомые питаются нектаром цветков.

Заповедные луга – царство так называемых антофильных, связанных с цветками, насекомых. Кроме бабочек особенно много здесь жуков усачей (зелёная, кривоногая и четырёхполосая лептуры, цветочный и синий усачи), бывают многочисленны перевязанный восковик, медная бронзовка, кровавый краснокрыл, личинки которых развиваются в разрушающейся древесине, а во взрослой стадии эти жуки питаются пыльцой, нектаром и частями цветков. Обычны различные виды одиночных пчёл мегахилид и андренид, живущих семьями ос и шмелей, гнезда которых встречаются довольно часто, в то время как среднерусская медоносная пчела, видимо, в заповеднике сейчас редка.

Между тем бортнический промысел был развит во всём прилегающем к заповеднику районе до 70-х годов прошлого века. Житель деревни Большие Галашки И. М. Комаров по реке Сулём (урочище Пчельник) и его притокам имел до 300 колод и бортевых деревьев. Опустевшие борти и колоды изредка попадаются до сих пор. В настоящее время этот промысел пришёл в упадок.