Inúmeras espécies animais, algumas delas raras e protegidas, como são os casos do lobo-ibérico e da toupeira-de-água, encontram nas Montanhas Mágicas o habitat ideal para a sua sobrevivência
Vertebrados

O lobo-ibérico tem no território das Montanhas Mágicas® o seu limite sul de distribuição e, por isso, o maciço da Gralheira e a serra do Montemuro são dois dos últimos redutos selvagens desta magnífica espécie, a sul do Douro. As rapinas encontram nas escarpas lugares perfeitos para procriar, como é o caso do falcão-peregrino e do bufo-real. A lontra está presente em todos os rios, e a rara toupeira-de-água descobre nos rios de montanha um dos habitats mais favoráveis do mundo para a sua sobrevivência. O melro-de-água, que aprende a nadar antes de começar a voar, está presente em cada curva de rio, e aproveita muitas vezes as quedas de água para criar a sua prole. O rio Paiva é conhecido pelas suas trutas, e as enguias e lampreias que ainda sobem o Vouga testemunham a sobrevivência à migração através de milhares de quilómetros de oceano. Os morcegos ocuparam as antigas galerias mineiras e as florestas de folhosas, pelo que aqui se encontram algumas das mais importantes populações destes curiosos mamíferos alados. A escassa salamandra-lusitânica é frequente nos rios de montanha e nos prados húmidos dos vales, e o lagarto-de-água é aqui quase uma praga. A cobra-de-pernas-pentadáctila marca presença nos vales mais termófilos e o seu primo fura pastos é facilmente avistado nos lameiros e turfeiras de montanha.


Invertebrados

Os invertebrados descobrem nos rios Paiva, Vouga e Teixeira um santuário para a sua existência: o mexilhão-de-rio-do-norte, a libélula macrómia ou a lesma-sarapintada não só estão presentes como chegam a ser abundantes nestes habitats. A delicada borboleta apatura-pequena é também presença obrigatória na margem dos rios com galeria ripícola bem constituída, e a rara borboleta- azul-das-turfeiras encontra nas margens do rio Balsemão o seu melhor habitat em Portugal. O bizarro coleóptero vaca-loura está presente nos carvalhais, constituindo um excelente indicador de bosques maduros. A escassa libélula-esmeralda pode ser encontrada nas praias fluviais sulcadas de amieiros, e as borboletas almirante-branco, antiopa e tartaruga-grande espreitam amiúde por entre a folhagem do bosque de ribeira.


Outros vertebrados (aves): 

águia-de-asa-redonda, guarda-rios, melro-das-rochas, garça-real, pisco-de-peito-ruivo, chapim-real; corvo-marinho-de-faces-brancas, dom-fafe, pica-pau-malhado-grande, pintassilgo, poupa, tartaranhão-azulado...