Jerven har fast bopel i Femundsmarka og bjørnen er nærmest en årviss gjest, mens ulv og gaupe er mer tilfeldig besøkende. En liten svensk-norsk moskusflokk har jevnlig tilhold i grensetraktene på norsk side, hovedsakelig i områdene fra Skebro og inn i Vigelfjellene. Spor etter beveren i form av hytter og bevergnag er vanlig langs vassdragene.
Det karrige landskapet er leveområde for relativt få fuglearter, men i gode år kan det inntreffe bra bestand av storfugl og rype. Storlommen og fiskeørna, som begge har fisk på menyen, kan betraktes som karakterarter for området. Både lappspove og lappmeis er sjeldne østlige arter med fast tilhold her. Femundsmarka er også det sørligste området i Skandinavia med samisk tamreindrift.
Den gamle furuskogen er voksested for den karakteristiske ulvelaven. Femundsmarka med tilgrensende svenske verneområder er det viktigste området for denne lavarten i Skandinavia. Laven er svært giftig, og ble som navnet tilsier brukt i åte lagt ut for ulv i tidligere tider. Ulvelaven er i tilbakegang og rødlista på grunn av mangel på dødt trevirke. I Femundsmarka er alt levende og dødt trevirke freda, nettopp for å ta vare på arter som er avhengig av dødt trevirke i ulike grader av nedbryting.