A través de los proyectos de investigación que se realizaron en la Reserva de Vida Silvestre Urugua-í, se comprobó la presencia de numerosas especies de mamíferos, algunas de las cuales están citadas entre las especies amenazadas de extinción, como el yaguareté, e inclusive se detectó una nueva especie de roedor (
Akodon serrensis) en la Argentina.
Esta área protegida es hogar de especies representativas de la región, algunas únicas y exclusivas como la ranita del Urugua-í. Es hogar de aves amenazadas como la yacutinga (
Pipile jacutinga) y fue en este lugar donde se avistó por última vez el pato serrucho (
Mergus octosetaceus), en Argentina, un ave posiblemente extinta para nuestro país.
Durante un monitoreo de aves desarrollado en 2014 se logró observar y fotografiar un macho de zorzal azulado (
Turdus flavipes), especie que había sido considerada extinta en la Argentina por haber pasado más de 50 años sin registros en el país.
En la cuenca del arroyo Urugua-í se registraron 77 de las 114 especies de mamíferos conocidos en Misiones, y alrededor de 340 aves (más del 35% de la avifauna nacional).
Las especies más comunes presentes en la reserva son el tapetí (
Sylvilagus brasiliensis), el coatí (
Nasua nasua), la corzuela (
Mazama sp.), el tapir (
Tapirus terrestris), el zorro (
Cerdocyon thous), el hurón (
Eira barbara), el aguará popé (
Procyon cancrivorus), el puma (
Puma concolor), el gato de monte (
Leopardus sp.), el mono aullador (
Allouata caraya), el mono capuchino (
Cebus apella), el lobito de río (
Lontra longicaudis) y el carpincho (
Hidrochaeris hidrochaeris). Periódicamente se registra la presencia de yaguaretés (
Panthera onca), y además en 2014 se logró fotografiar un zorro pitoco (
Spheotos venaticus), especie amenazada y muy poco conocida en Sudamérica.
