Hutan-hutan di Taman Nasional Lore Lindu menjadi habitat bagi beragam satwa liar khas Sulawesi. Mulai dari mamalia besar, primata kecil yang aktif di malam hari, burung-burung endemik yang langka, hingga berbagai jenis reptil, amfibi, kupu-kupu, dan ikan air tawar hidup berdampingan dalam ekosistem hutan yang masih terjaga. Hingga saat ini tercatat 77 jenis mamalia hidup di kawasan Taman Nasional Lore Lindu. Beberapa di antaranya merupakan satwa endemik Sulawesi, seperti anoa (Bubalus depressicornis dan Bubalus quarlesi), babirusa Sulawesi (Babyrousa celebensis), tarsius (Tarsius dentatus, Tarsius pumilus, dan Tarsius lariang), monyet boti (Macaca tonkeana), babi hutan Sulawesi (Sus celebensis), kuskus beruang (Ailurops ursinus), kuskus kerdil Sulawesi (Strigocuscus celebensis), serta musang Sulawesi (Macrogalidia musschenbroekii).