大雪山存在higuma（棕熊）、ezoshika（蝦夷鹿）、kitakitsune（北狐）等，幾乎涵蓋了所有棲息在北海道的哺乳類動物，同時也棲息著ezonakiusagi（蝦夷鼠兔）等僅能在含大雪山在內的極少數地域一窺的動物。此外，根據記載，當地亦擁有超過6,000種的昆蟲類，其中包含了usubakichou（薄羽黃蝶）和asahihyoumon（旭豹紋蝶）等在日本僅棲息於大雪山的昆蟲。一般認為這些物種是因為冰河期後氣候暖化，而僅殘存於嚴寒地帶，被稱為「殘遺種」。