La elevada variedad de ambientes de montaña que alberga la zona favorece el desarrollo de una alta biodiversidad faunística. Sin embargo, la continentalidad de su clima, así como el rango de altitudes presente en el área, condicionan la comunidad de vertebrados, que carece de taxones termófilos, más propios de zonas mediterráneas templadas o áreas costeras. En su conjunto, la Serranía es particularmente importante para la conservación de la comunidad de aves que nidifican en los escarpes, la comunidad de aves y mamíferos de pinares submediterráneos, y para la comunidad de peces y aves de ríos de montaña. Se ha reconocido también un importante valor de conservación para la fauna troglodita (al menos para quirópteros cavernícolas) y para algunos grupos de invertebrados como pueden ser los lepidópteros, requiriéndose de más investigación para el resto.

 

 

En la zona se han citado más de 220 especies de vertebrados, de los que 4 especies están consideradas en Peligro de Extinción, 24 como Vulnerables y 147 de Interés Especial. Para las principales especies se indica su estatus de protección según el Catálogo Regional o Nacional de Especies Amenazadas: E (en peligro de extinción), V (vulnerable) y IE (de interés especial), o si están incluidos en el Anexo II de la Directiva 92/43/CEE Hábitats (DH) o Anexo II de la Directiva 79/409/CEE Aves (DA).

 

 

En cuanto a los invertebrados, a pesar de tratarse de un grupo para el que falta mucha investigación básica, puede asegurarse que al menos para los insectos la zona alberga un notable número de taxones endémicos, de distribución restringida o rara. Se ha comprobado la presencia de 22 especies de invertebrados del Catálogo Regional de Especies Amenazadas de Castilla-La Mancha, 6 especies incluidas en la Directiva Hábitats y 2 especies de la Lista Roja de la UICN.