Фауна позвоночных животных Воронежской области включает следующие классы: круглоротые (миноги), рыбы (56 видов), земноводные (10 видов), рептилии (9 видов), птицы (290 видов), млекопитающие (70 видов). Фауна беспозвоночных представлена более чем 30 классами, из которых наиболее многочисленными по количеству видов является класс насекомых. В состав фауны беспозвоночных животных входит не менее 15 тыс. видов, в том числе насекомые составляют более 6 тыс. видов.
По данным инспекции по охране, контролю и регулированию использования объектов животного мира и среды их обитания, проводившей государственный мониторинг охотничьих ресурсов в 2011 г., на территории Воронежской области обитает: 634 лося, 409 благородных оленей, 3464 косуль, 3615 кабанов, 3126 куниц, 26372 зайца-русака, 19895 лисиц, 54 волка, 1752 барсука, 60781 сурок-байбак, 7207 бобров.
На территории Воронежской области обитает также ряд редких видов, требующих охраны (например, белуга, стерлядь, европейская ряпушка, вырезуб, русская быстрянка – из рыб; медянка – из рептилий; чёрный аист, серый гусь, лебедь-кликун, свиязь, большинство хищных птиц, дрофиные, многие представители ржанкообразных и др. семейств птиц; выхухоль, поздний кожан, лесная мышовка, перевязка – из млекопитающих). Требуют охранных мер насекомые: бабочка-аполлон, жук-краснотел, степная дыбка и др.
Животные имеют большое экономическое значение. Незаменимой функцией насекомых является опыление ими растений. Многие насекомые – естественные регуляторы численности вредителей леса и сельскохозяйственных культур. Некоторые животные оказывают заметное влияние на состояние здоровья населения Воронежской области, участвуя в распространении возбудителей заболеваний (малярия, туляремия, геморрагическая лихорадка и т. д.).
Воронежская область издавна привлекала внимание исследователей-зоологов. До настоящего времени не утратили своего значения классические работы Н.А. Северцова «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии» (1855) С.И. Огнева и К.А. Воробьева «Фауна позвоночных Воронежской губернии» (1924). Поистине настольными книгами зоологов являются монографии И.И. Барабаш-Никифорова «Звери юго-восточной части Черноземного Центра» (1957) и И.И. Барабаш-Никифорова и Л.Л. Семаго «Птицы юго-востока Черноземного Центра» (1963).