Los elementos de la fauna santiagueña corresponden a un grupo muy amplio, que se extiende desde Paraguay y sur de Brasil hasta las llanuras pampeanas.Los primates están representados por tres especies: el mono aullador o carayá, el caí y el miriquiná.Los felinos característicos del lugar son los llamados ocelote, eyrá o gato morisco, gato pintado, gato montés, y los más grandes: yaguareté y puma.Otros carnívoros son el mayuato, coatí, hurón, zorrino, lobito de río y el zorro colorado.Los roedores son muy numerosos y variados. Uno de los más típicos es el carpincho; también hay agutíes, cuises, quiyás, tapetíes, lauchas y ratones de campo.Abundan además en la región, el tatú carreta, en retroceso numérico, mulitas y quirquinchos. En el sector oriental existen también osos hormigueros.Entre los ungulados se pueden citar las corzuelas, venados, chanchos de monte o taitetú, y los pecaríes.Existen más de 300 especies de aves, entre ellas las garzas blancas, flamencos, patos, teros, cigüeñas, cuervos, caranchos, halcones, águilas, gavilanes, cotorras, palomas, boyeros, cardenales, tordos, tijerillas, horneros, kakuy y perdices.

En la provincia hay 36 especies de reptiles, como la boa, la falsa coral, la víbora verde arborícola, y ofidios venenosos como yarará, cascabel y coral.