Животный мир Сихотэ-Алиня - один из наиболее богатых в России. Здесь отмечаются особенно высокое разнообразие беспозвоночных животных и крайне высокий уровень эндемизма их отдельных групп. Например, среди наземных и пресноводных моллюсков, которых на Сихотэ - Алине насчитывается более 100 видов, доля эндемиков достигает почти 95%. Общее число видов насекомых оценивается в 10 - 15 тысяч; доля эндемиков, например, в отряде прямокрылых (Orthoptera) составляет 25%, а в отряде щетинохвосток (Thysanura) - 70%.
Сообщества беспозвоночных животных тесно связаны с определенными растительными формациями. Наиболее разнообразна фауна беспозвоночных в широколиственно - кедровых и широколиственных лесах. Из наземных моллюсков здесь встречаются крупные виды из рода брадибена (Bradybaena), дальневосточный лесной эндемик Lindholmomneme notophila и ряд других редких видов. Из насекомых наиболее многочисленны дневные бабочки, среди которых выделяются синий хвостоносец Маака (Papilio maackii), перламутровка пенелопа (Argynnis zenobia), китайская зорька (Anthocharis scolymus), переливница Шренка (Apatura schrenckii) и др. Среди ночных бабочек особенно красива дальневосточная брамея (Bramaea certhia). Своеобразны в этих лесах и представители других отрядов насекомых. Например, здесь обитают самый крупный жук России реликтовый усач (Callipogon relictus), бескрылый дальневосточный пещерный кузнечик (Diestrammena unicolor) и представляющая особое практическое значение китайская восковая пчела (Apis cerana).
В лесах верхнего пояса гор распространены беспозвоночные, адаптированные к высокой влажности, относительно низким температурам и короткому вегетационному периоду. Среди них отмечено много реликтовых видов, например реликтовый таракан (Criptocercus relictus), ближайшие родственники которого живут на юге Китая и в Северной Америке, кузнечик Уварова (Anatlanticus uvarovi), яркая бабочка уссурийская носса (Nossa palaearctica) и др.
В высокогорных районах беспозвоночные животные экологически связаны с ландшафтами горных тундр, альпийских лугов, каменистых осыпей и скалистых обнажений. Тут встречаются как эндемичные виды, например кузнечик Куренцова (Hypsopedes kurentzovi), так и виды, широко распространенные в более северных районах России.
Своеобразная богатая фауна беспозвоночных сложилась в речных системах. Здесь многочисленны амфиподы, личинки амфибиотических насекомых, олигохеты, планарии, моллюски. Из редких видов в реках, относящихся к бассейну р. Уссури, обитает крупный двустворчатый моллюск даурская жемчужница (Dahurinaia dahurica), а в реке Комаровка, относящейся к бассейну р. Раздольная, сохранилась единственная популяция приморской жемчужницы (D. sujfunensis).
Фауна позвоночных на Сихотэ - Алине также очень богата. В речных системах водится много редких и ценных видов рыб, в том числе таймень (Hucho taimen), ленок (Brachymystax lenok), амурский хариус (Thymallus arcticus grubei), составляющие в ряде мест основу рыбного промысла коренных жителей. Во многих реках воспроизводятся тихоокеанские лососи и представители осетровых, из которых, например, сахалинский осетр (Acipenser medirostris) включен в Красную книгу России.
Среди практически всех групп наземных позвоночных животных в пределах Сихотэ-Алиня встречаются выходцы как с севера, так и юга. Некоторые позвоночные относятся к дальневосточным эндемикам. Например, среди амфибий, фауна которых на Сихотэ - Алине представлена 9 видами, в таежных лесах обитает выходец с севера сибирский углозуб, в холодных ключах верховий рек на северном пределе своего ареала встречается выходец с юга уссурийский безлегочный тритон (Onychodactylus fisheri), а в долинах рек - дальневосточный эндемик чернопятнистая лягушка (Rana nigromaculata). Из рептилий, фауна которых на Сихотэ - Алине и в его предгорьях насчитывает 13 видов, в широколиственных и хвойных лесах совместно обитают выходец с севера живородящая ящерица (Lacerta vivipara) и выходец с юга амурская долгохвостка (Tachydromus amurensis). В зарослях на каменистых склонах сопок, расположенных по берегам рек, поселяется эндемик юга Дальнего Востока красноспинный полоз (Elaphe rufodorsata), а в зоне широколиственных лесов - самая крупная змея в России амурский полоз (Elaphe schrencki), достигающая в длину 1.7 м.
Разнообразна на Сихотэ - Алине орнитофауна. Только гнездящихся птиц здесь насчитывается около 300 видов. Из них, например в долинных лесах и марях, встречаются черный журавль (Grus monacha) (южный предел гнездования), чешуйчатый крохаль (Mergus sguamatus), мандаринка (Aix galericulata), черный аист (Ciconia nigra), орлан - белохвост (Haliacetus albicilla), скопа (Pandion haliaetus), рыбный филин (Ketupa blakistoni) и ряд других редких видов птиц. В темнохвойных лесах Сихотэ-Алиня живет единственная в мире популяция дикуши (Falcipennis falcipennis).
Фауна млекопитающих Сихотэ-Алиня насчитывает более 80 видов, местообитания большинства из которых во многом определяются типом растительных ассоциаций. Так, в широколиственно - кедровых и широколиственных лесах обычны белка (Sciurus vulgaris), бурундук (Timias sibiricus), соболь (Martes zibellina), барсук (Meles meles), косуля (Capreolus), бурый медведь (Ursus arctos). Здесь можно встретить многочисленные стада кабанов (Sus scrofa). В этих лесах также обитает много южных видов, таких как пятнистый олень (Cervus nippon), харза (Martes flavigula), черный гималайский медведь (Ursus Thibetanus), амурский тигр (Panthera tigris). Пихтово - еловые леса служат основным местообитанием рыси (Felis lynx), горностая (Mustela erminea), кабарги (Moschus moschiferus). Кроме того, здесь распространены изюбрь (Cervus elaphus) и амурский горал (Nemorhaedus goral). В долинах рек на участках, прилегающих к кочковатым болотам и заросших кустарником, особенно многочисленны мышевидные грызуны. Здесь отмечается высокая численность колонка (Mustela sibirica), а непосредственно вдоль русел рек - американской норки (Mustela vison) и выдры (Lutra lutra).
Осуществляемая на Сихотэ - Алине интенсивная хозяйственная деятельность, в том числе плохо регламентированные охота и рубка леса, привела к истощению целого ряда местообитаний охотничьих зверей. Исчезли или на грани исчезновения оказались многие узкоареальные и эндемичные виды, эволюционно тесно связанные с лесной растительностью: красный волк (Cuon alpinus), леопард (Pantera pardus), амурский тигр, амурский горал. В последние годы к редким животным были также отнесены черный гималайский медведь, дальневосточный лесной кот (Felis euptilura), солонгой (Mustela altaica), маньчжурский цокор (Myospalax psilurus epsilanus), многие представители отряда рукокрылых и некоторые другие виды.
В целом общее число редких и нуждающихся в охране беспозвоночных и позвоночных животных, включенных в базу данных EPT-проекта, для территории Приморского края составляет 458 видов, из них 102 вида относятся к эндемикам. Беспозвоночные животные в базе данных представлены 12 видами моллюсков и 50 видами насекомых. Из позвоночных в базу данных включены 3 вида рыб, 9 видов амфибий, 13 видов рептилий, 291 вид птиц и 80 видов млекопитающих.
В базу данных с территории Хабаровского края внесены также 8 видов амфибий, 12 видов рептилий, 221 вид птиц и 71 вид млекопитающих.