Grazie alla presenza di oltre 100 specie di uccelli, tra quelli stanziali e quelli di passo, la RNS "Isola di Vivara" è diventata SIC (Sito di Importanza Comunitaria) e ZPS (Zona di Protezione Speciale) IT8030012 individuata dalla Direttiva 2009/147/CE (Direttiva Uccelli). Le specie di uccelli stanziali e/o nidificanti nella Riserva sono poche, se confrontate con il numero di specie che compaiono stagionalmente per svernare, oppure per ripristinare le risorse energetiche durante i viaggi migratori. Tra le specie nidificanti a Vivara tre sono inserite nell'allegato I della "Direttiva Uccelli" e godono di speciale protezione: il Gabbiano Corso, il Succiacapre e il Falco Pellegrino.

Sull'isola è attiva dal 2010 una stazione di inanellamento degli uccelli a scopo scientifico promossa dalla LIPU, che ha portato avanti gli studi ornitologici già condotti dal 1975 al 1990. In totale gli uccelli inanellati sono stati oltre trentamila e di questi, molti sono stati ricatturati in altri Stati; sono numerosi anche le riprese a Vivara di individui inanellati in altre località estere. Altri vertebrati presenti sono i Rettili con quattro specie: il Biacco (Hierophis viridiflavus), la Lucertola campestre (Podarcis sicula), il Geco comune (Tarentola mauritanica) e l'Emidattilo (Hemidactylus turcicus). I mammiferi osservati sull'Isola sono undici, sei dei quali sono Chirotteri (Pipistrelli). Il mammifero stanziale più grosso è il Coniglio selvatico (Oryctòlagus cuniculus),

introdotto sull'Isola dai Borbone per fini venatori, che ha raggiunto la massima densità ai tempi in cui l'isola era abitata; successivamente la popolazione si è ridotta o forse estinta. I recenti avvistamenti sono verosimilmente il risultato di reintroduzioni abusive. Completano l'elenco dei mammiferi, due specie di Ratti (Rattus norvegicus e Rattus rattus), il Topo selvatico (Apodemus sylvaticus), il Topolino domestico (Mus musculus).

Le specie animali più diffuse appartengono al gruppo degli Artropodi con oltre 350 specie, numero fortemente sottostimato, oltre il 95% dei quali sono Insetti. Nel 1981 fu descritta una nuova specie di insetto, Peliococcus vivarensis che vive su radici di Inula viscosa e noto, al momento, solo in Italia meridionale. Nonostante la mancanza di zone umide sono osservabili anche delle libellule quali Anax imperator, Sympetrum fonscolombei capaci di spingersi a chiolometri di distanza dai luoghi umidi alla ricerca di cibo. Le farfalle sono le specie più appariscenti e sempre presenti sull'Isola in tutte le stagioni; la più grande di queste è la Ninfa del corbezzolo (Charaxes jasius) in volo da maggio a ottobre.
I Molluschi sono stati poco studiati, al momento si conoscono 15 specie, tutti Gasteropodi.

Il grafico  mostra la distribuzione percentuale tra le varie classi di appartenenza delle 500 specie animali ad oggi conosciute.