Фауна заповедника также разнообразна и интересна. Посреди густых трав и в кустарниках встречаются зайцы. Вечером, после захода солнца, можно увидеть ежей, ведущих ночной образ жизни. Их рацион составляю изобилующие в заповеднике насекомые, ящерицы, полевки, змеи и другие мелкие виды.
Велики популяции кротов, сусликов, полевок, мышей.
Хорошо прижились на заповедной территории лисицы, которые в глубоких ущельях и естественных гротах под навесом гранита выводят многочисленное потомство.
Среди хищников, кроме лисицы, встречается хорек степной, - редчайший вид, занесенный в Красную книгу.
Вечером начинают охотиться летучие мыши, среди которых есть редчайшие виды. Из пресмыкающихся здесь живет гадюка степная - вид, занесенный в Красную книгу. Немало ящериц, а в долине реки Коротыш несколько видов земноводных.
Богат заповедник птицами, так как является замечательным приютом для них. Степь наполняется птичьим пением ранней весны, уже в начале марта прилетают жаворонки. В траве под кустами гнездятся овсянки.
Среди певчих птиц, многие из которых гнездятся в кустах, на восточной части заповедной территории немало видов славок. На колючих кустах можно увидеть сорокопута-жулана - пеструю птицу, которая питается главным образом большими насекомыми (жуками, гусеницей и т.п.).
На гранитных глыбах и отслоениях можно увидеть ряд видов каменок. Особенно красива маленькая каменка-танцовщица, которая вьет гнезда в трещинах скал. На плоском камнях гранита откладывает яйца козодой. Возле реки также немало птиц. В камыше живут очеретянки, на лугу - чайки (чибисы) из отряда куликов. На воде встречаются дикие утки.
Немало в Каменных Могилах и хищных птиц. Кроме того, время от времени здесь появляются красавцы журавли-красавки. Интересно, что во время перелетов, особенно весной, только сюда залетают скворцы розовые.
Каменные могилы