Výskyt ohrožených a vzácných druhů živočichů je závislý především na stavu jejich biotopů. V Chrudimce, v Doubravě a v některých potocích je dosud místně hojný rak říční. Z měkkýšů jmenujme praménku rakouskou, vázanou na drobná prameniště s čistou chladnou vodou. Pod odlupující se kůrou javorů klenů se v přírodě blízkých lesích ukrývá vzácný pavouk zápředník korový. Zachovalost prostředí dokládá vysoká druhová pestrost vážek. Nejvíce druhů denních motýlů lze v CHKO zastihnout na rašelinných vlhkých loukách. Kdysi všude hojný motýl hnědásek rozrazilový zde našel jedno ze svých posledních útočišť. Zajímavostí je výskyt modráska rozchodníkového na skalnatých stepích v národní přírodní rezervaci Lichnice a v přírodní rezervaci Oheb.
Málokde v Čechách nalezneme tak početné populace drobné ryby vranky obecné, jako v Doubravě a Chrudimce. Z obojživelníků jmenujme početný výskyt mloka skvrnitého V národní přírodní rezervaci Lichnice.
Mezi vzácné druhy plazů patří užovka hladká. Setkat se s ní je možné v otevřených prosluněných místech na horní hraně údolí řeky Chrudimky.
Ikonou CHKO Železné hory je výr velký. Osidluje lokality se skalními výchozy na strmých svazích. Ve starších rozsáhlejších lesích hnízdí několik párů čápa černého. Hlas vzácného lejska malého můžeme uslyšet v bukových lesích v národní přírodní památky Kaňkovy hory. Na vodních tocích žije skorec vodní.
Ze savců jsou hojně zastoupeni letouni. Vodní toky a rybníky jsou domovem vydry říční.
Autoři fotografií: Michal Pešata, Milan Růžička, Zuzana Růžičková, Vlastimil Peřina
