O bioma possui aproximadamente 1.000 espécies de borboletas, 650 de aves, 120 de mamíferos, 260 de peixes e o 90 de répteis. Na fauna do ecossistema pantaneiro destacam-se:
Aves: tuiuiús (a ave símbolo do Pantanal), arara-azul, tucanos, periquitos, etc.
Répteis: jacarés (jacaré-do-pantanal e jacaré-de-coroa), lagartos (camaleão), cobras (sucuri, jiboia, cobras-d’água), etc.
Mamíferos: capivaras, ariranhas, porco do mato, tamanduá, cachorro-do-mato, anta, preguiça, onça-pintada, veados, etc. Peixes: piranha, pacu, pintado, cachara, curimbatá, dourado, jaú e piau.