衡山区域内野生动物资源正在逐年增加，区域内有典型的东洋界华中区东部丘陵平原亚区亚热带林灌、草地农田动物群，至2017年，区域内共计有64科、186种动物，其中哺乳动物33种，鸟类104种，两栖类49种。已记载的昆虫有1835种。国家重点保护的一级保护种有黄腹角雉，二级保护种有灰胸竹鸡、红腹锦鸡、林麝、大灵猫、穿山甲等21种；还有湖南重点保护动物34种