Очень важный обитатель заповедника лемминг (сибирский и копытный). Свое название копытный лемминг получил в связи с тем, что в зимний период на передних лапах два средних когтя разрастаются и напоминают копыто.

Следующий представитель фауны заповедника северный олень. Популяция северных оленей на Таймыре самая многочисленная в мире.

Также в заповеднике живет и такой интересный и необычный представитель, как овцебык. Овцебыки сохранились с доисторических времен: они жили в одно время с мамонтами, но в отличие от последних продолжают здравствовать и до нынешних времен. На Таймыр овцебык был завезен в 1974 году из арктических районов Канады и США. В настоящее время он освоил очень значительную территорию.

Из представителей куньих в заповеднике живут горностай и росомаха. Из морских млекопитающих здесь обитают белуха, кольчатая нерпа и морж.

В Таймырском заповеднике насчитывается 116 видов птиц, относящихся к 9 отрядам. Высока численность водоплавающих птиц. Гнездятся гага-гребенушка, чернозобая и белоклювая гагары, тундровые лебеди, гусь- гуменник.

Из редких видов птиц встречаются малый лебедь, краснозобая казарка, орлан-белохвост, беркут, кречет, сапсан.