A pesar de la aridez de la geografía de San Luis el catálogo faunístico es sumamente abundante.

Entre los mamíferos más conocidos de la zona encontramos pumas, gatos monteses, zorros grises, vizcachas, pecaríes de collar, guanacos y los últimos venados de las pampas. La mara o liebre patagónica y el conejo de los palos, también pueden ser vistos. El venado fue muy abundante en otras épocas, hoy escasea.

En la provincia, las aves existen en gran variedad y abundancia de especies de todos los tamaños y colores en las cuales las más características de la zona son los Teros, el Cardenal amarillo y Común, la Reinamora Grande, El Rey del Bosque y las catitas de las sierras, cotorras, entre otras. También pepiteros, monteritas y una gran variedad de pequeñas aves. El elenco avifaunístico se completa con el ñandú, el halconcito gris, las Águilas, el jilguero, el zorzal, las Calandrias, el hornero, el cóndor andino, entre las más famosas de la zona.

Los anfibios son muy escasos y pasan la época de sequía enterrados o en forma de renacuajos, en pequeños charcos protegidos del sol. Las lagartijas son los reptiles más comunes. Y la boa de las vizcacheras es buscada por su bella piel, aunque ya es rara y está amenazada. Se encuentran numerosas aves acuáticas, entre las que se destaca el flamenco común. También están presentes en los espejos de agua el pejerrey, la trucha o la perca criolla y la carpa europea, esta última fue introducida en embalses y afluentes de la zona.

En San Luis existe una ley que prohíbe la modificación del hábitat original del venado de las pampas para protegerlo y preservar, al mismo tiempo, lo que queda del pastizal pampeano original en las zonas centro y sur de la provincia. 

Se ha declarado Parque Nacional a los Palmares de Papagayos, en el noreste, y en la Florida se ha creado una reserva floro-faunística donde se protegen ejemplares en peligro.