El grup de les aus és el més divers i el que conté elements més destacables, s’han citat més de dues-centes espècies de les quals una setantena són nidificants a la zona. Dins d’aquest ampli grup destaquen els rapinyaires: s’hi troben espècies força escasses en el conjunt del territori català com és el cas de l’esparver cendrós (Circus pygargus) que nidifica als camps d’ordi de l’entorn del massís. Una altra espècie emblemàtica és l’àguila cuabarrada (Hieraaetus fasciatus) quina importància rau en que només es troba als països mediterranis i molt localitzada; a la península Ibèrica es troba el 85 % de la població europea. Al massís del Montgrí aquesta espècie hi cria des d’antic.

Cal esmentar dues espècies més de rapinyaires que es detecten a la zona: una de diürna i una de nocturna; són el falcó pelegrí (Falco peregrinus) i el duc (Bubo bubo). Ambdues espècies, tot i que encara no gaire ben conegudes, presenten certs efectius al massís. També cal indicar la presència de l'àguila marcenca (Circaetus  gallicus), que utilitza els espais oberts del massís com a territoris de caça.

Cal destacar la presència d’algunes espècies d’ocells rupícoles com ara la merla roquera (Monticola solitarius), espècie que podem observar tot l’any, i el pela-roques (Tichodroma muraria), que s’observa durant l’estació hivernal.

Dins el grup dels mamífers, anotar que en són representats al massís bona part dels carnívors de casa nostra: la guineu (Vulpes vulpes), el toixó (Meles meles), la fagina (Martes foina) la mostela (Mustela nivalis) i la geneta (Genetta genetta).  De mamífers de gran mida trobem al senglar (Sus scrofa) amb una presència moderada i fluctuant.

Un altre grup faunístic molt destacable al massís és el format per els quiròpters. S’han arribat a determinar 13 espècies diferents de ratapinyades, essent les més abundants les espècies rupícoles com la ratapinyada de cova (Miniopterus schreibersii) que té al massís un dels refugis de cria més grans de Catalunya. Finalment, esmentar la presència de l’esquirol (Sciurus vulgaris) mamífer marcadament forestal i que es mou per les abundoses pinedes del massís.  

Del grup dels amfibis i rèptils, cal destacar la presència al massís del gripau corredor (Bufo calamita), la reineta (Hyla meridionalis) i la granota verda (Rana perezi). Aquesta darrera es pot trobar a les basses artificials i el gripau i la reineta les trobaríem a les zones més baixes del massís. Quant a rèptils, cal indicar la serp blanca (Elaphe escalaris), el sargantaner gros (Psammodromus algirus) i la sargantana ibèrica (Podarcis hispanica).

El massís del Montgrí forma part de la Xarxa Natura 2000 (ES5120016 El Montgrí - lles Medes) i com a element faunístic destacable s’indica el rat penat de cova (Mineopterus schereibersi), espècie classificada com a vulnerable segons la UICN.

El recorregut s’inicia al domini de la garriga i les espècies que es podran observar hi estan íntimament lligades, dominant el tallarol capnegre i el bitxac. Observarem també en aquest ambient molts passerells (Carduelis cannabina). Bona part del recorregut passa per aquesta formació arbustiva. Més endavant, un cop passat el Mas Reginell, s’entra a la pineda, el sotabosc és més dens i apareixen aleshores algunes espècies de tallarols (Sylvia sp.). 

Tot seguit s’arriba a la duna continental repoblada amb pi blanc (Pinus halepensis), on es podran observar diverses espècies de mallerengues (Parus sp.), el bruel (Regulus ignicapillus), la merla (Turdus merula), etc. En els punts més enlairats del recorregut es pot obervar algun rapinyaire sobrevolant el massís. Als sectors amb més rocam s’hi troba la cotxa fumada (Phoenicurus ochruros), el bitxac (Saxicola torquata) i la merla blava (Monticola solitarius).

Pel que fa a la garriga, una de les formacions vegetals més estesa, a la primavera és fàcil observar unes protuberàncies d’un color roig molt viu a les fulles del garric, es tracta d’un zoocecidi produït per l’himenòpter Plagiotrochus quercus-ilicis.