黒部川流域にすむほ乳類は、特別天然記念物のニホンカモシカをはじめ、ツキノワグマ、イノシシ、キツネ、アナグマ、テン、リス、ムササビ、ノウサギ、ヒメネズミ、トガリネズミ、ミカワネズミ、ヒミズモグラ、ヤマコウモリなどの記録があります。
黒部川上流は、黒部峡谷のけわしい地形、少ない日照時間、低い水温などにより昆虫が生息しにくいようで、他の地域と比べると種数や個体数が少ないようです。しかし、宇奈月ダムから下流部では平成13年に調査したところ、1,000種以上の昆虫類が確認されています。オオカワトンボ、マダラヤンマ、オオムラサキ、ギフチョウ、ヒラタクワガタ、ゲンジボタルといった絶滅の恐れがある貴重な昆虫も確認されています。