Специалистам Воронежского заповедника удалось подтвердить нахождение 49 редких видов беспозвоночных на природоохранной территории. Среди них 33 вида занесены в Красный список Международного союза охраны природы, три вида занесены в Красную книгу Российской Федерации, 28 видов беспозвоночных – в Красную книгу Воронежской области, 21 вид – в Красную книгу Липецкой области.
На территории Воронежского заповедника и охранной зоны вокруг него был обнаружен новый вид чешуекрылого насекомого – хлопковая совка. Ещё два вида жуков – лесная и древесная чернотелки – были рекомендованы для включения в новую редакцию Красной книги Липецкой области.
Кроме того, в ходе проведённых в 2024 году исследований было зафиксировано девять видов амфибий и семь видов рептилий. Среди амфибий наиболее широко представлены чесночница, обыкновенная жаба и прудовая лягушка, среди рептилий – обыкновенный уж.
Во время осеннего учёта благородного оленя на реву было зарегистрировано не менее 50 взрослых самцов, которые, как правило, составляют примерно треть от численности популяции. Зимние учёты также показали, что в Воронежском заповеднике обитает примерно 150 европейских благородных оленей.