La fauna presente en el entorno del santuario como es la Bardena Negra es muy diversa debido a la variedad de habitats existentes.
Existen numerosas especies de invertebrados en los diferentes hábitats de este territorio, destacando los caracoles, con tres especies con importancia antrópica por su interés culinario: el caracol blanco, la parda y en menor medida la papatierra, que viven en los espartales.
En cuanto a los vertebrados fácilmente podemos encontrar las siguientes clases:

ANFIBIOS. Aparecen ligados a los puntos de agua. Podemos observar en época de reproducción especies como el sapo común, sapo corredor, sapo de espuelas, sapillo moteado y sobre todo la rana común.

REPTILES. Fácilmente se pueden observar 7 especies: el lagarto ocelado la lagartija ibérica; la lagartija colilarga, la lagartija cenicienta, la culebra de escalera, la culebra lisa meridional y la culebra bastarda.

Lagarto ocelado (Timon lepidus), culebra bastarda (Malpolon monspessulanus) y sapo corredor (Epidalea calamita) .

AVES. Es el grupo más importante por el número de especies observables tanto nidificantes como en paso migratorio, pudiendo observarse una gran variedad de ellas. Destacan el grupo de las rapaces y el de las aves esteparias. Ambas constituyen comunidades que podemos situar entre las más ricas y diversas de Europa.

1.- Comunidad de aves rapaces. Se pueden observar al menos 20 especies, alcanzando varias de ellas densidades muy importantes como es el caso del buitre leonado. Podemos observar alimoches, águilas y halcones con cierta facilidad, también hay presencia, aunque más escasa de buho real y gavilan.

Alimoche adulto (Neophron percnopterus), gavilán en vuelo (Accipiter nisus) y águila culebrera (Circaetus gallicus).

2.- Comunidad de aves esteparias. Podemos observar la presencia del Alcaraván especie nidificante que ocupa los sustratos más despejados. También hay poblaciones estables de Alondras, Terreras, Cogujadas y Collalbas, entre otras especies como la perdiz, herrerillos y alcaudón común se pueden ver entre los pinos y matorral bajo.
  

Alcaudón común (Lanius senator), cogujada común (Galerida cristata) y collalba gris (Oenanthe oenanthe).

MAMÍFEROS: Existe una amplia representación de esta clase de vertebrados. Con la necesaria paciencia se pueden observar directamente o a través de sus rastros distintos carnívoros como el zorro, el tejón, la gineta o la garduña. También se pueden encontrar roedores como el ratón de campo, el lirón careto e insectívoros como la musaraña y lagomorfos como la liebre y el conejo. El herbívoro salvaje más grande y común en la zona es el jabalí.

Zorro común o zorro rojo (Vulpes vulpes), tejón común (Meles meles). Huella de tejón facilmente reconocible por los cinco dedos y la marca de las uñas