Da fauna destaca-se a presença de diversas espécies ameaçadas, associadas aos diferentes tipos de biótopos da ZEC e da ZPE. Associado ao meio ripícola salienta-se a presença de várias espécies, como as libélulas Macromia splendens e Oxygastra curtisii, o lagarto-de-água (Lacerta schreiberi) e várias espécies de peixes (Squalius alburnoides, Pseudochondrostoma duriense e Pseudochondrostoma polylepis), sendo uma das raras ZPE onde estão representadas tanto a boga-do-norte (Pseudochondrostoma duriense), nos cursos de água da bacia do Douro, como a boga-comum (Pseudochondrostoma polylepis), nos cursos de água da bacia do Tejo. Ainda no biótopo ripícola merece destaque o guarda-rios (Alcedo atthis), que mesmo sendo uma espécie relativamente abundante no país tem aqui populações importantes à escala nacional. Nos ambientes mais abertos de prados, pastagens, agroflorestais (montado) e clareiras de bosques destacam-se a borboleta Euphydryas aurinia, o rato-de-cabrera (Microtus cabrerae) e diversas espécies de aves como o tartaranhão-caçador (Circus pygargus), o milhafre-preto (Milvus migrans) e o milhafre-real (Milvus milvus). Associados a ambientes florestais, zonas florestais e/ou bosques autóctones de carvalhos, surgem espécies como a vaca-loura (Lucanus cervus), o morcego-de-bechstein (Myotis bechsteinii), mas também aves como a águia-cobreira (Circaetus gallicus), a águia-calçada (Hieraaetus pennatus), o bútio-vespeiro (Pernis apivorus) e o noitibó-cinzento (Caprimulgus europaeus). Nas zonas declivosas, em bosques de azinhal e zonas com vegetação esparsa (matagais e escarpas) surgem algumas das espécies de aves mais importantes na ZPE como o abutre-preto (Aegypius monachus) e a cegonha-preta (Ciconia nigra), mas também o bufo-real (Bubo bubo) e o grifo (Gyps fulvus). Esta área é ainda interessante no seu conjunto por apresentar uma comunidade de passeriformes de sistemas mediterrânicos. Finalmente, esta área destaca-se ainda pela sua importância para os grandes mamíferos carnívoros. Historicamente foi uma área com importância para o lince-ibérico (Lynx pardinus). No entanto, com a regressão da espécie e da sua principal presa (coelho-bravo) a partir do final do século passado, a sua presença na ZEC deixou de ser regular. Atualmente, esta área é importante para a conservação de outro grande carnívoro, o lobo-ibérico (Canis lupus), que se encontra aqui no limite sul da sua área de distribuição em Portugal.