通过野外调查和文献综述，甘肃民勤连古城国家级自然保护区共有陆栖野生脊椎动物180种，隶属于4纲28目63科115属。其中东洋植物区系91种，古北植物区系88种。有10种分布类型，主要是北方群。国家一级重点保护动物11种，国家二级保护动物30种。中国林蛙、白尾地鸦和荒漠沙蜥是中国特有的。G-F指数分析结果表明，保护区鸟类相对丰富，其次是哺乳动物，两栖爬行类最低。动物群主要以蒙新区为特征。