Dyrelivet er både rikt og variert. Bekkene er kjente for sin ørret, mens skogene er et godt habitat for bison, hvithalehjort, mulhjort, prærieantilope, tykkhornsau, fjelløve og mindre dyr som præriehund, gulmagemurmeldyr og amerikansk rødekorn. Biologisk sett er Black Hills en møteplass med arter fra regioner øst, vest, nord og sørfra. Fjellene har likevel noen endemiske arter, et eksempel på det er hvitvingevinterjunko.