温带落叶林动物群种类组成具有明显的过渡性，兼有南北方成分。林内丰富的灌木和草本植物为地面活动动物提供了必要的食物和隐蔽条件，地栖动物的种类和数量比热带、亚热带森林多，但树栖动物仍占相当比例，树栖兽类主要有松鼠、睡鼠、飞鼠、蝙蝠、树豪猪等，鸟类有啄木鸟、猫头鹰类、杜鹃、黄鹂等，树栖的爬行类和两栖类著名的有树响尾蛇、蝮蛇及雨蛙等，这些动物同样具有多种适应树栖攀缘生活的结构特征和行为。亚洲温带落叶林代表性兽类有梅花鹿、马鹿、麝、野猪、黄鼬、黑熊、狐、獾、花鼠、林姬鼠、小蝙蝠等；典型鸟类有灰喜鹊、黑枕黄鹂、杜鹃、绿啄木鸟、褐马鸡等；典型爬行类和两栖类动物有蝮蛇、虎斑游蛇、大蟾蜍、雨蛙、中国林蛙等。土壤动物种的丰富度仅次于热带森林，而个体数量常很多。

温带落叶林动物生活节律有明显季节变化，主要由广适性种类组成。夏季动物种类较冬季多，动物个体数量的季节变化特别明显。许多动物随季节而换羽(鸟类)或换毛(兽类)，动物尤其候鸟迁移现象普遍，某些哺乳类以冬眠越冬，许多变温动物冬季蛰伏或休眠，全年活动的动物大都有储粮习性。动物的昼夜相活动不如热带森林地带明显，昼出活动种类多于夜出活动种类。