«Что такое мир без животных? Если не будет животных, то человек умрёт от великого одиночества духа», — так говорили индейцы. Совершая поход по Большой Воронежской экологической тропе, вы никогда не будете одиноки. Каждую минуту за вами будут наблюдать десятки маленьких любопытных глаз. Животный мир здесь удивительно разнообразен.
На территории Нагорной дубравы исследователи отмечают более 10 тысяч видов насекомых, 70 видов млекопитающих, около 300 видов птиц и по 10 видов пресмыкающихся и земноводных. Все они ведут скрытный образ жизни и не спешат попасть на глаза путнику. Чаще у корней дубов можно встретить лесных мышей и рыжих полёвок, иногда весной они крайне любопытны и не боятся человека. В зарослях орешника, в густом молодом осиннике можно видеть обыкновенных белок. Идя по тропе, встретить ежа или ужа. В сырых местах, в балках, у болота в Мокром логу встречаются болотные гадюки. Вечером над Белой горой на насекомых охотятся летучие мыши — это рыжая вечерница. Из крупных парнокопытных в Нагорной дубраве можно встретить кабана, он нередко заходит поздней осенью и зимой из поймы реки Воронеж полакомиться дубовыми желудями. Самый распространённый хищник здесь — лиса. Старинная обитаемая лисья нора есть недалеко от Старой сосны в Мокром логу. Она известна туристам уже более 30 лет. Редко можно встретить барсука, лесную куницу и чёрного хоря.
В Нагорной дубраве много птиц. В камышовых зарослях на реке Воронеж обитают кряковые утки, лысухи, гуси и лебеди. Много пернатых бывает на пролётах в весенний и осенний период.
Особенно богата на гнездование утиных пойма реки в районе села Чертовицы. Повсеместно по реке Воронеж
обитают бобр и американская норка. В лесах на Чертовицкой тропе можно спугнуть косулю или лося, зашедшего сюда из Усманского бора.