Kar zadeva živali, v stenah gnezdijo vrste ptic na biogeografski meji njihovega območja razširjenosti, kot so gaga (Somateria mollissima), žametna penica (Sylvia melanocephala) in puščavec (Monticola solitarius).
Ekološka pestrost rezervata, o kateri smo že pisali v razdelku o rastlinstvu, ugodno vpliva tudi na živalstvo, ki je raznoliko in zanimivo. Plazilci, predvsem kuščarji in kače, se najraje zadržujejo na skalovju, glavata kareta (Caretta caretta) je v poletnih mesecih pogosta obiskovalka tega predela obale. Kopenski sesalci, npr. veverica in drugi glodalci, se zadržujejo v kraški goščavi in borovem gozdu, vodne sesalce (kite ali ribake), kot sta velika pliskavka (Tursiops truncatus) in zelo redek progasti delfin (Stenella coeruleoalba), pa je moč opaziti v morju ob rezervatu. Ptice najdemo v vseh predelih rezervata. Zabeleženih je preko 150 vrst ptic, v glavnem selivk, ki rezervat preletijo ali ga izkoristijo za počitek in iskanje hrane, medtem ko je rednih ali občasnih gnezdilk 45.
Ptice stalnice gnezdijo na skalah in v gozdu. Najbolj znana vrsta, ki je pred leti uspešno gnezdila v rezervatu, je sokol selec (Falco peregrinus), ki je uvrščen na Rdeči seznam ogroženih vrst in ga obravnavamo kot ranljivo ptico. Sokol selec je gnezdil v Devinskih stenah od leta 1987 do leta 1991 in nato ponovno od leta 2009 do leta 2020. stoletja. Na naslednjih straneh predstavljamo le nekatere od vrst živali, ki živijo v rezervatu, in sicer najznačilnejše za posamezna okolja in najlažje opazne.
Morje
Morje pred skalnato obalo Devinskih sten je globoko le nekaj metrov. Plitvo morsko dno je zato dobro osvetljeno, kar omogoča rast mnogih rastlinskih vrst, kot so alge ali višje rastline (semenovke), ki so se prilagodile življenju v morju. Tukaj živi tudi veliko bentonskih živali, to so živali, ki živijo pritrjene na morskem dnu ali ki se malo in počasi premikajo. To so na primer spužve, morske vetrnice in mehkužci. Veliko je tudi bentonskih vrst rib: na primer pisanica (Serranus scriba, družina Serranidae) ter različne vrste ustnač (družina Labridae), glavačev (družina Gobiidae) in babic (družina Blennidae). Ob skalnatih obalah pa so prisotne tudi vrste rib, ki so dobri plavalci, npr. brancin (Dicentrarchus labrax) in špari (družina Sparidae).
Z roba prepadnih sten je mogoče opazovati nekatere vrste ptic, ki se zadržujejo na morju. Najpogosteje bomo opazili galebe, in sicer rumenonogega galeba (Larus michahellis) in rečnega galeba (Larus ridibundus). Od jeseni do spomladi lahko opazujemo prezimujoče vrste ptic, kot so npr. ponirki in slapniki. Te ptice so dobri potapljači in hitri podvodni plavalci. Najpogosteje srečamo črnovratega ponirka (Podiceps nigricollis), vse leto pa je mogoče uzreti vranjeka (Phalacrocorax aristotelis desmarestii), ki je še posebej številčen v toplih mesecih.
Skalovje
Stene in melišča v zavetju so primerno okolje za plazilce. Na obsežnih skalnatih površinah se grejejo na soncu, v primeru nevarnosti pa se lahko skrijejo v številne skalne špranje. Iz kačjih vrst tu najdemo navadnega goža (Elaphe longissima), črnico (Coluber viridiflavus) in modrasa (Vipera ammodytes). Iz vrst kuščarjev pa na tem območju živita pozidna kuščarica (Podarcis muralis) in primorska kuščarica (Podarcis sicula).
Najpogostejši in tudi najlaže opazen plazilec je črnopikčasta kuščarica (Algyroides nigropunctatus). Je temnorjave barve z majhnimi črnimi pegami. Samci imajo spomladi hrbtno stran trupa črno, trebušno stran oranžno, grlo pa je modro. Črnopikčasta kuščarica se prehranjuje z različnimi nevretenčarji, predvsem žuželkami. Živi izključno vzdolž vzhodne obale Jadranskega morja, od severozahodne Grčije in Jonskih otokov do reke Soče in Sabotina nad Gorico. Tu je tudi skrajna severna meja razširjenosti te vrste.
Že nekaj let lahko pogosto opazimo pozidnega gekona (Tarentola mauritanica), vrsto, ki je bila nehote vnesena v nekatera urbana središča in kolonizira zorana polja v obalnem območju.
Tople prepadne stene so primerne za gnezdenje nekaterih vrst ptic, ki naseljujejo sredozemsko okolje. Tak primer je tudi puščavec (Monticola solitarius), ki gnezdi na Devinskih stenah; gre za ptico s skrilasto modrim perjem, podobne velikosti kot kos. Najlažje ga opazimo na robu sten s pogledom v smeri morja. Samec ima značilen melodičen napev in prepeva predvsem zjutraj ali pozno popoldan, ko vročina nekoliko popusti.
Na Devinskih stenah v grmičevju gnezdijo še druge vrste ptic, a so težje opazne. Naj omenimo samo šmarnico (Phoenicurus ochruros) in žametno penico (Sylvia melanocephala), ki ima rdeče oči in črno teme. To je sredozemska vrsta, Devinske stene pa so severna meja njene razširjenosti.
V stenah gnezdijo tudi že omenjeni sokol selec, planinski hudournik (Tachymarptis melba), rumenonogi galeb (Larus michahellis). V letih 2016 in 2017 je tamkaj gnezdila velika uharica (Bubo bubo), vrsta velike naravne vrednosti, ki se kot vrhovna plenilka umešča v sam vrh ekološke piramide. Ob vznožju, nedaleč od morja, gnezdi gaga (Somateria mollissima), raca severnih prostranstev, ki je tukaj našla eno redkih gnezdišč v Sredozemlju. V stenah in v morju pred njimi je mogoče uzreti tudi duplinsko kozarko (Tadorna tadorna), ki v tem območju verjetno tudi gnezdi.
V skalnih votlinah gnezdi krokar (Corvus corax), večja ptica črne barve.
Borov gozd in grmičevje
V borovem gozdu in grmičevju živi največ živali. Najlaže opazne so ptice, predvsem tiste iz reda pevcev. Od teh najpogosteje srečamo ščinkavca (Fringilla coelebs). Samica je pretežno olivno rjave barve, samec pa je bolj pisan: ima modro teme, črn hrbet in rožnato do vijolično trebušno stran. Tako pri samici kot pri samcu sta dobro opazni bela in črna proga na perutih. Ščinkavec se prehranjuje pretežno s semeni, zato ima čokat in močan kljun.
Pogostne so tudi sinice. V listnatem gozdu najdemo veliko sinico (Parus major) in plavčka (Parus coeruleus). V borovem gozdu pa živita menišček (Parus ater) in čopasta sinica (Parus cristatus). Tako v listnatem kot v borovem gozdu gnezdi šoja (Garrulus glandarius), ki tudi spada med pevce, čeprav je večje velikosti. To je pisana in močna ptica, ki se oglaša z glasnimi in raskavimi klici.
Tukaj živijo tudi taščica (Eritachus rubecula), kos (Turdus merula), črnoglavka (Sylvia atricapilla), zelenec (Carduelis chloris) in ščinkavec (Fringilla coelebs).
V borovem gozdu poleg dveh prej omenjenih vrst sinic lahko opazimo skobca (Accipiter nisus), ki je ptica ujeda, in velikega detla (Picoides major), ki ga z lahkoto prepoznamo zaradi koničastega kljuna in valovitega loka letenja. Veliki detel išče hrano v suhih deblih in v borovih storžih. Spomladi slišimo njegovo bobnanje po drevesih, s katerim oznanja meje svojega teritorija.
V zadnjih letih se je kot gnezdilka uveljavil grivar (Columba palumbus), ki je bil prej tukaj prisoten le v času selitve.
V borovem gozdu živi tudi veverica (Sciurus vulgaris), glodalec, ki se je prilagodil življenju na drevesih, po katerih odlično pleza in skače z ene krošnje na drugo. Prehranjuje se s semeni borovih storžev. Ni je lahko opaziti, saj se zadržuje v mirnejših predelih rezervata, kot dokazujejo ostanki storžev.