Tuy chưa điều tra đầy đủ, nhưng bước đầu đã ghi nhận được 90 loài thú, 263 loài Chim, 61loài Bò sát và 35 loài Ếch nhái. Kết quả đó cho thấy khu BTTN Na Hang có tính ĐDSH cao, có 13 loài thú ghi trong Sách đỏ Việt Nam (Anon. 1992), đặc biệt là sự tồn tại của các loài Linh trưởng đang bị đe doạ trên toàn cầu. Đây là nơi duy nhất ở Việt Nam có loài Voọc mũi hếch sinh sống với quần thể lớn nhất. Trong hai năm gần đây, dựa theo kết quả quan sát của Kiểm lâm và dự án TCP, đã nhiều lần phát hiện có đàn Voọc
đông tới 50 cá thể (Lê Hồng Binh pers com. 2000 – 2001). Tuy nhiên, đến nay có thể kết luận tại Khu bảo tồn Voọc mũi hếch có 2 quần thể sống tách biệt ở hai khu Tát Kẻ và Bản Bung. Căn cứ vào các số liệu thu thập được từ trước đến nay, có thể dự đoán số lượng của chúng như sau: Tại khu Tát Kẻ có từ 120 – 150 cá thể; ở khu Bản Bung có khoảng 50 – 60 cá thể (Hạt Kiểm lâm RĐD Na Hang pers.com.2001).
Theo Wikramanayake et al. (1997), thì tổ hợp rừng trên núi đá vôi Na Hang nằm trong hệ sinh thái rừng cận nhiệt đới Bắc Đông Dương. Tại đây có 8 loài Khỉ hầu bị đe doạ tuyệt chủng mang tính toàn cầu. Vùng phân bố thế giới của loài Voọc mũi hếch và Voọc đầu trắng đều ở trong hệ sinh thái này, cho nên Quỹ bảo tồn thế giới của Mỹ (WWF-US) đã xác định đây là vùng nằm trong 01 của 223 hệ sinh thái có giá trị ĐDSH cao nhất trên thế giới (Olson & Dinnerstein, 1998).