Trong số 571 loài động vật có xương sống, có những loài rất quí hiếm và có nguy cơ bị tuyệt chủng cao như: Voọc Mông Trắng, Báo Gấm, Sơn Dương… Riêng loài Voọc Mông Trắng đã từng bị coi là tuyệt chủng cách ngày nay trên 50 năm nhưng vào đầu thập kỷ 90 lại được tái phát hiện tại Cúc Phương. Chúng ta cũng đã khám phá thêm hai loài mới cho khoa học là cá Niếc Hang Cúc Phương (Silurus cucphuongensis) và loài Sóc Bụng Đỏ (Callosciurus erythraeus cucphuongensis).