Животный мир (353 вида позвоночных, более 20 тыс. беспозвоночных) Костромской области относится к Голарктической зоогеографической области, Верхневолжской физико-географической провинции. По территории Костромской области проходит граница фауны таежных бореальных, смешанных (южнотаежных) и смешанных (подтаежных) лесов, почти совпадающая с руслом р. Волги. Фауна Предволжья современного периода относится к восточно-европейскому району провинции широколиственных лесов Европы, бореально-лесной подобласти Палеарктики. Фауна Заволжья принадлежит в основном к восточно-европейскому району западно-таежного фаунистического округа таежной провинции той же подобласти Палеарктики. Согласно распространению мелких млекопитающих (красная и красно-серая полевка, бурундук, лесной лемминг) граница между восточно-европейской и таежной фауной проходит по северу Костромского района (р. Меза), на восток к пос. Первушино Судиславского района, далее на г. Кадый.
Млекопитающие животные (83 видов) на территории Костромской области представлены парнокопытными (2 вида), хищниками (16 видов), грызунами (27 видов), насекомоядными (29 видов), рукокрылыми (7 видов) и зайцеобразными (2 вида). Они распространены преимущественно в лесах, где условия обитания животных наименее изменены человеком.
К отряду парнокопытных, обитающих в Костромской области, относятся: лось, самый крупный из зверей Костромской области, и кабан. В прошлом предпринималась попытка акклиматизации пятнистого оленя.
В Костромской области обитают хищники: медведь бурый, волк, лисица, рысь, барсук, куница лесная, хорь лесной, горностай, выдра, норки европейская и американская, ласка, енотовидная собака, в северные районы отмечаются периодические заходы росомахи.
Среди грызунов, ведущих наземный образ жизни, чаще всего встречаются крысы, мыши, лесной лемминг и бурундук; ведущих полуводный образ жизни, - бобр, ондатра, водяная полевка; ведущих древесный образ жизни, - белка, летяга, сони и др.
Зайцеобразные представлены двумя видами - беляк и более редкий, обитающий в южных районах (по территории области проходит граница ареала), русак.
Насекомоядные представлены кротом, ежом обыкновенным, выхухолью и несколькими видами землероек, рукокрылые - летучими мышами.
Птицы (254 вида), населяющие территорию Костромской области, многочисленны и разнообразны. Среди них встречаются как виды, постоянно живущие на территории Костромской области (оседлые), так и мигрирующие, кочующие.
Большинство обитающих в Костромской области птиц относится к отряду воробьинообразные (зяблики, скворцы, синицы, ласточки, мухоловки, пеночки, дрозды, горихвостки, жаворонки, вьюрки, славки, трясогузки, сорокопуты, иволги, врановые, свиристели, крапивники, завирушки, корольки, поползни, пищухи, овсянки). Помимо воробьинообразных в Костромской области обитают дятлы, кукушки, совы, голуби, козодои, стрижи, а также такие представители охотничьих ресурсов, как глухарь, рябчик, тетерев и др. Основные представители хищных видов птиц - ястребы, соколы, луни, канюки, коршуны, совообразные.
На открытой местности и в агроландшафте встречаются куропатки, коростели, аисты, кулики, журавли, цапли. Водоемы заселены разными видами уток, гусей (на пролете), поганок, чаек, крачек, лебедей.
Рыбы (52 вида) во внутренних водоемах представлены пресноводными видами. Широко распространены лещ, судак, плотва, карась, ерш, окунь, берш, голавль, жерех, щука, налим, язь. В реках северных районов области, в верховьях рек Кострома, Унжа, Ветлуга с их притоками обитают не только типичные для равнинных рек рыбы, но и хариус. В русловой части Горьковского водохранилища (Волга) и реке Ветлуге обитает стерлядь.