Se conocen más de 100 especies de aves, varias endémicas; pájaros carpinteros, guajolotes, colibríes, águilas, halcones, buitres, y algunas migratorias como patos, gansos, etc. Anteriormente aquí vivía el cóndor de California. También es hábitat de numerosas especies de reptiles, anfibios y peces de agua dulce como la trucha arcoiris

Entre la fauna que prevalece destaca una subespecie endémica de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss nelsonii), borrego cimarrón (Ovis canadensis cremnobates), venado bura (Odocoileus hemionus), puma o león americano (Puma concolor), zorra, mapache, gato montés (Lynx rufus), ardilla, coyote (Canis latrans), búho, águila real (Aquila chrysaetos), halcón (Falco sp), pájaro carpintero,perdiz,codorniz, conejo, golondrina, paloma, liebre, tecolote, gavilán, cenzontle, piñoneros y y 30 diferentes especies de murciélagos. El cóndor de California voló sobre la Sierra de San Pedro Mártir hasta los años 30.