Млекопитающие
На территории заповедника отмечено 58 видов млекопитающих. 6 из них занесено в Красную книгу Тверской области (2016 года). Это - крошечная бурозубка (Sorex minutissimus Zimm., 1780), летяга (Pteromys volans L., 1758), орешниковая соня (Muscardinus avellanarius L., 1758), лесной лемминг (Myopus schisticolor Lill., 1884), европейская подземная полевка (Microtus subterraneus Sel.-Long., 1836) и европейская норка (Mustela lutreola L.,1761).
Птицы
Орнитофауна охраняемой территории имеет смешанное происхождение, здесь нет эндемичных видов. Состав и структура населения птиц в целом соответствует общим закономерностям, характерным для орнитофауны лесной зоны Европейской части России. Её основу составляют представители европейского (38,5%) и транспалеарктического (31,8%) типов фауны. Сибирский тип фауны составляет 18% видового разнообразия. Представители арктического, средиземноморского, китайского и монгольского типов фауны встречаются единично и, в общем, составляют 9%.
Пресмыкающиеся
Пресмыкающиеся на охраняемой территории представлены пятью видами: ящерица живородящая, ящерица прыткая, гадюка обыкновенная, уж обыкновенный, веретеница ломкая. Повсеместно распространены и многочисленны ящерица живородящая (Lacerta viviparia) и гадюка обыкновенная (Vipera berus), встречаемость которых в опушечных биотопах составляет соответственно 5 и 3 особей на 1 км маршрута. В то же время в заповедном ядре отсутствуют веретеница ломкая (Anquis fragilis), ящерица прыткая (Lacerta aqilis) и уж обыкновенный (Natrix natrix). По видовому разнообразию рептилий территория заповедника заметно беднее фауны соседних восточных и юго-западных областей Центрального региона России (Московская и Смоленская области). Так, например, на территории заповедника и его охранной зоны не находят соответствующих условий для обитания такие виды, как яйцеживородящая - веретеница ломкая и яйцекладущий - уж обыкновенный. В заповедном ядре наиболее многочисленна живородящая ящерица. Она обитает во всех типах леса и на верховых болотах.
Земноводные
Амфибии представлены шестью видами: жаба серая, жаба зеленая, лягушка травяная, лягушка остромордая, лягушка прудовая и тритон обыкновенный. Наиболее многочисленны и широко распространены такие виды, как серая жаба (Bufo bufo), численность которой в неморальных типах леса достигает до 140 особей на 1 га , лягушка травяная (Rana temporaria) – 110-120 особей на 1 га. Чрезвычайно редка зеленая жаба (Bufo viridis).
Из хвостатых амфибий здесь встречается только обыкновенный тритон. Его основные местообитания — лиственные леса и приручьевые ельники. Всюду малочислен. Из мест зимовок тритоны выходят в начале мая, размножаются в водоемах во второй и третьей декадах мая.
Рыбы и Круглоротые
На территории заповедника отмечено 18 видов рыб. Обычными видами для нашей территории являются Карась золотистый - Carassius carassius (L., 1758) и Щука обыкновенная - Esox lucius (L., 1758). Из видов занесенный в Красную книгу России встречается Хариус европейский - Thymallus thymallus (L., 1758) и Подкаменщик обыкновенный - Cottus gobio (L., 1758), Кумжа (форель ручьевая) - Salmo trutta morpha fario (L., 1758).
Насекомые
Разнообразна фауна насекомых. Здесь зарегистрировано более 600 видов вредителей деревьев, более 250 видов бабочек, 16 видов муравьев, 113 видов клопов, 23 вида слепней, 23 вида шмелей и др.
Энтомофауна еловых лесов заповедника разнообразна. Только стволовых вредителей ели около 700 видов, из которых более 600 видов насекомых. Они заселяют ослабленные, усыхающие деревья, ветровал и бурелом на опушках старых лесосек и на участках естественного вывала ели. Большинство вредителей относятся к семействам короедов (36 видов) и усачей (свыше 40 видов).
Пауки
На территории заповедника и в его окрестностях выявлено 162 вида пауков из 17 семейств и 70 родов. Наиболее разнообразны семейства: Linyphiidae — 33 вида, Areneidae — 20 видов.
Больше всего пауков в неморальных ельниках — 68 видов. В подстилочном слое на 1 м2 встречается от 10 до 40 особей. В зеленомошных ельниках отмечено 44 вида пауков, в сфагново-черничном — 42. В сфагновых сосняках и на верховых болотах фауна бедна и представлена 13 видами. Вырубки в течение первых 5 лет заселяются обитателями нелесных стаций, а в процессе зарастания постепенно восстанавливается видовой состав пауков коренного типа леса.
