Представлен обитателями тундры, тайги, арктических пустынь. Многочисленны водные беспозвоночные: инфузории, фитомонады, олигохеты, нематоды, коловратки, низшие ракообразные, моллюски и др. Разнообразен видовой состав насекомых, огромное количество кровососущих: комаров, мошек, оводов. Из круглоротых встречается минога. В реках и озёрах водится более 30 видов рыб. Из проходных — сёмга, омуль и другие; из полупроходных — нельма, сиг, ряпушка; из туводных (местных) — щука, язь, сорога, окунь, налим, пелядь, хариус и другие. В прибрежных морях — сельдь, навага, камбала, сайка, корюшка и другие (около 50 видов морских рыб).
Из земноводных встречаются лягушка травяная, сибирский углозуб, обыкновенная жаба, из рептилий — ящерица живородящая. Разнообразен видовой состав птиц — около 160 видов, в том числе птицы 110 видов гнездятся в округе. Зимует около 20 видов. По богатству видов и численности наиболее представлены воробьиные и ржанкообразные (кулики) — более чем по 40 видов и водоплавающие — около 30 видов. Промысловое значение имеют гуси, утки, а также белая куропатка — один из фоновых видов тундры и лесотундры.
Встречается 31 вид наземных млекопитающих. Наиболее многочисленны грызуны — лемминги (сибирский и копытный) и полёвки (водяная, экономка, Миддендорфа, узкочерепная), в тайге встречается белка. Из других групп млекопитающих обычны арктическая бурозубка и заяц-беляк; среди хищников — песец, волк, лисица, росомаха, бурый и белый медведь, куница, выдра, горностай, ласка; из парнокопытных — дикий северный олень и лось.
В прибрежных морях встречаются морские млекопитающие: белуха, североатлантическая морская свинья, нарвал, кольчатая нерпа, морской заяц, серый тюлень, атлантический морж. Среди наземных млекопитающих основными объектами промысла служат песец, лисица, бурый медведь, куница, выдра и лось. Из морских млекопитающих продолжается промысел только кольчатой нерпы и морского зайца. Ряд видов акклиматизирован в округе. Из грызунов это ондатра, которая широко распространилась по территории и была объектом промысла; из рыб — стерлядь, но её популяция осталась очень малочисленной. Заходят на нерест единичные экземпляры горбуши, акклиматизированной в бассейне Баренцева моря.