Meget rikt og variert dyreliv med blanding av typisk europeisk fauna og steppearter som gullsjakal, marmor-, steppe- eller tigerilder, samt hamstere. Bjørnebestanden er fortsatt betydelig, dessuten finnes ulv, gaupe og villkatt. Rødrev, grevling, mår, husmår, røyskatt og snømus er vanlige, oter betraktes som sårbar og europeisk mink direkte utryddelsestruet. Listen over sårbare arter omfatter også jordekornene sisel og perleekorn, hagesyvsover og mange flaggermusarter. Ekorn og sørhare har stor utbredelse. Ialt 84 pattedyrarter er funnet i Romania.
Mer enn 250 fuglearter hekker årvisst og ytterligere 140 opptrer på trekk eller streif. Fuglefaunaen er mellomeuropeisk med rikt innslag av arter fra middelhavsområdet, f.eks. åtselgribb, brakksvale, styltløper og bieter. Dessuten mange østlige arter som rustand, syriaspett og rosenstær. Også en del nordlige fugler, bl.a. boltit, skogsnipe og slagugle, hekker i Romania. Alle europeiske spettearter kan påtreffes i Transilvania, dessuten storfugl og jerpe.
Donau-deltaet, med krøllpelikan, dvergskarv, rørdrumer og hegrer, bronseibis, andefugler og rikser, er et av Europas viktigste våtmarksområder. Enorme mengder gjess overvintrer, bl.a. rødhalsgås, tundragås og den sjeldne dverggåsen som hekker i Finnmark.
22 krypdyrarter, bl.a. sumpskilpadde og to landskilpadder. I tillegg til buorm, rute- og leopardsnok finnes både huggorm, enghuggorm og sandviper. 19 amfibiearter, bl.a. fargerike arter som gulbuket og rødbuket klokkefrosk og ildsalamander. I elvene forekommer mange karpefisker. Stør og beluga lever i Svartehavet, men vandrer opp i Donau for å gyte.