В результате тридцатилетних наблюдений на территории заповедника и охранной зоны заповедника подтверждено 19 красно-книжных видов птиц в 2019 году и три вида млекопитающих, в другие годы численность варьирует незначительно.
Наблюдались: белоплечий орлан, белохвостый орлан, дикуша, скопа, кроншнеп дальневосточный, лебедь кликун, большая белая цапля, грязовик, дальневосточный кулик сорока, чернозобик, морской зуёк, малый перепелятник, камышница, беркут, филин, бородатая неясыть, восточная совка, мохноногий сыч, гусь пискулька.
Виды млекопитающих: северный олень, сахалинская кабарга, сивуч.
Из рыб – сахалинский таймень.
Наблюдения проводились как на учетных маршрутах, так и на орнитологических учетных точках.
Всего отмечено в разные годы:
Птиц – более 300 видов,
Млекопитающих – более 40 видов,
Насекомых – более 70 видов.