Фауна Дальневосточного морского заповедника уникальна разнообразием видов. 4 Она насчитывает около 2000 видов, в том числе:

• Ихтиофауна насчитывает около 200 видов морских рыб. 1 Видовой состав акватории характеризуется сезонными изменениями, которые выражаются в распространении тепловодных или холодноводных рыб в определённое время года. 1
• Разнообразен видовой состав морских беспозвоночных. 1 К наиболее значимым видам относятся дальневосточный трепанг, гигантский осьминог, камчатский краб, несколько видов гребешков. 4
• Не менее разнообразна орнитофауна. 1 Скалистые берега залива Петра Великого и кекуры, труднодоступные для врагов и удобные для гнездований, обуславливают образование значительных гнездовых колоний множества видов морских птиц. 1
• Из морских млекопитающих постоянно обитает тюлень ларга, или пёстрая нерпа. 1 Периодически появляется сивуч, заплывая в залив во время сезонных миграций. 1
• В материковой части заповедника к наиболее ярким представителям фауны относятся представители семейства кошачьих: дальневосточный леопард и амурский тигр. 1

В 2003 году заповедник получил статус биосферного резервата по программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера» за заслуги и значимость находящихся под его охраной животных и растений. 2