Central Valley hadde tidligere store bestander av gaffelbukk, wapiti, muldyrhjort, jordekorn, kinnposerotter, mus, hare, kaniner og kengururotter, samt rovdyr som en utrydningstruet reveart (). Våtområdene var viktige habitater for overvintrende og trekkende vannfugler. Av reptiler og amfibier fantes blant annet en endemisk arter som slanger (), øgler (, . Det finnes også endemiske virvelløse dyr og fiskearter.