Западная Сибирь по фаунистическим признакам входит в состав Евросибирской зоогеографической подобласти Палеарктики. Ее фауна довольно молода и по своему составу мало отличается от фауны Русской равнины: позвоночных здесь насчитывается около 500 видов, в том числе 99 видов диких млекопитающих (из них четыре акклиматизированных вновь — ондатра, американская норка, заяц-русак, выхухоль и один вид реакклиматизирован — речной бобр), 350 видов птиц, 8 видов пресмыкающихся, 7 — земноводных, около 60 видов рыб (в том числе 6 акклиматизированных — рипус, сиг, лещ, сазан, карп, судак) и один вид круглоротых — речная минога. Численность диких животных и видовой их состав на обширной территории Западной Сибири заметно изменяются от места к месту в зависимости от зональных, в частности погодно-климатических, условий, от количества корма, а также и от хозяйственной деятельности человека. При этом животный мир в каждой из зон содержит много ценных представителей — пушных зверей, шкурки которых идут и на экспорт, водоплавающей и боровой дичи, копытных — лосей, маралов, косуль. Однако, как ни богат животный мир района, все же неправильная эксплуатация охотничьих угодий может привести к резкому сокращению поголовья или даже к полному исчезновению некоторых полезных животных. Имея это в виду, в Западной Сибири принимаются разнообразные меры для сохранения их животных обитателей.

Так, почти уничтоженное до революции поголовье соболя и бобра за годы Советской власти восстановлено; сюда было завезено более 1000 соболей, различных по цвету меха и размерам, которые размножились и смешались с местными животными; идет новое заселение бобра в районах Васюганья и северной Барабы; приняты меры по ограничению отстрела диких копытных — лося, северного оленя, косули, козерога, аргали и кабарги; в результате уже в 5—6 раз в районах Приобских боров возросло поголовье лося. В водах Обско-Иртышского бассейна в хорошие годы вылавливается до 700 тыс. ц рыбы. Особую ценность составляют осетровые, лососевые, а также сиговые, по уловам которых Западная Сибирь стоит на первом месте в стране.

Среди насекомых в Западной Сибири, особенно в тундре, лесотундре, тайге, отчасти лесостепи, а также в пойменных участках всех равнинных зон, много кровососущих двукрылых: комаров, слепней, мокрецов, мошек, объединяемых под общим названием «гнус». Для борьбы с ними применяется сейчас авиаопыление ядами, а в качестве индивидуальной защиты людей и сельскохозяйственных животных используются отпугивающие средства — диметилфталат, рипудин, дэта.