В Кедровой Пади разнообразны млекопитающие. Из мышевидных грызунов многочисленна красно-серая полёвка. Обычны американская норка, колонок, выдра, землеройка, крысовидный хомячок. Из редких видов были отмечены уссурийский трубконос и ночница Иконникова, гигантская бурозубка, а также самое мелкое млекопитающее России — крошечная бурозубка.
В заповеднике часто встречаются: белка-летяга, маньчжурский заяц, азиатский бурундук и крот уссурийская могера. Большое количество белок наблюдается в урожайные годы кедра корейского и ореха маньчжурского.
Из крупных млекопитающих встречаются гималайский медведь, косуля, кабан. Иногда в заповеднике можно увидеть пятнистого оленя и кабаргу.
Здесь обитают представители семейства кошачьих — амурский тигр, дальневосточный леопард и дальневосточный лесной кот, но встречи с ними довольно редки. Дальневосточный леопард обитает главным образом в центральной части заповедника и являются исчезающим подвидом.
Птицы заповедника довольно разнообразны. Леса населяют ошейниковая совка, иглоногая сова, синяя и даурская желтоспинная мухоловка, светлоголовая и бледноногая пеночки. По Кедровой реке гнездятся бурая оляпка, обыкновенный зимородок, мандаринка и горная трясогузка. По яркости окраски птицы не уступают бабочкам. Особенно красивы птицы весной, когда самцы одеты в яркое брачное оперение, и леса и луга наполняются голосистым пением. Синяя мухоловка, черноголовая иволга, голубой зимородок — одни из самых ярких птиц заповедника.