A Reserva abriga uma fauna igualmente diversa, com numerosas espécies endêmicas da Mata Atlântica e várias ameaçadas de extinção.

Entre os mamíferos, 24 espécies já foram confirmadas, incluindo a Preguiça-de-coleira (Bradypus torquatus) e o Macaco-guigó (Callicebus melanochir), ambas ameaçadas, além de predadores de topo de cadeia, como a Suçuarana (Puma concolor).

No grupo das aves, até dezembro de 2025 foram registradas 226 espécies. Entre as raridades destacam-se o Rabo-branco-de-margarette, um dos beija-flores mais raros do mundo, e o Anambé-de-asa-branca (Xipholena atropurpurea), ambos listados no Livro Vermelho da Fauna Brasileira Ameaçada de Extinção.

Outras espécies ameaçadas com populações significativas na Reserva incluem o Apuim-de-cauda-amarela (Touit surdus), a Choquinha-de-rabo-cintado (Myrmotherula urosticta), o Chorozinho-de-boné (Herpsilochmus pileatus), o Ipecuá (Thamnomanes caesius caesius) e o Pintassilgo-do-nordeste (Sporagra yarrellii).

Do total de aves registradas, 20 são endêmicas do Brasil, uma ocorre exclusivamente na Bahia, 18 são restritas à Mata Atlântica e 12 estão ameaçadas de extinção, considerando conjuntamente as classificações da IUCN e do ICMBio.

Os répteis incluem diversas espécies de lagartos, como Enyalius bibronii, Anolis fuscoauratus, Anolis punctatus, a Lagartixa-da-mata (Gymnodactylus darwinii) e o Teiú (Salvator merianae), além de serpentes como a Papa-pinto (Drymarchon corais), a Jibóia (Boa constrictor), a Caninana (Spilotes pullatus), a Urupiagara (Chironius fuscus) e a Falsa-cabeça-preta (Tantilla melanocephala), bem como ao menos uma espécie de cágado-d’água.

A diversidade de anfíbios, representada por espécies como o Sapinho-de-chifres (Proceratophrys renalis), o Sapinho-do-folhiço (Rhinella hoogmoedi), Gastrotheca megacephala e Pristimantis paulodutrai, entre muitas outras, reflete a alta qualidade ambiental da Reserva. Peixes também ocorrem em seus cursos d’água, completando o conjunto de vertebrados.

Os invertebrados constituem um universo à parte, com grande variedade de formas, cores e hábitos. Estão presentes crustáceos, moluscos, planárias, inúmeras espécies de aranhas e opiliões, além de uma impressionante diversidade de insetos, como a Jiquitiranabóia ou Cobra-de-asa (Fulgora sp.), formigas-de-correição, saúvas, arlequins (Acrocinus longimanus), besouros, louva-a-deus, bichos-pau, manés-velhos, percevejos, abelhas nativas como a Uruçu (Melipona scutellaris) e a Jataí-do-chão (Paratrigona sp.), além de inúmeras borboletas e mariposas (Lepidoptera).

Acesse aqui as listas de espécies da fauna já catalogadas na Reserva Espinita:
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