Не менш цікавим і різноманітним є тваринний світ заповідника. Різновікові деревостани, висока залісненість схилів, перемежування їх із степовими ділянками, що поросли різнотрав'ям і островами ягідних кущів, створюють сприятливі умови для оселення тварин, які утворюють типову лісостепову групу. У заповіднику зустрічаються всі фонові види Подільсько-Придністровського зоогеографічного району. Із фауни безхребетних на сьогодні виявлено близько 1500 видів комах, з яких 17 занесено до Червоної книги України. Серед них: жук-олень, мнемозина, махаон, вусач мускусний, сатурнія руда, джміль моховий, стрічкарка блакитна, ксилокопа звичайна тощо.

Із хребетних на даний час на заповідній території виявлено 9 видів риб, 11 - земноводних, 7 - плазунів. Орнітофауна є найчисельнішою групою хребетних у заповіднику і нараховує 188 видів. В основному це типові для даної території види, із яких 14 занесені до Червоної книги України. Це підорлик малий та великий, лунь польовий, кам'яний дрізд строкатий, сипуха, довгохвоста сова, сорокопуд сірий та ін. Ссавці у заповіднику представлені 47 видами. Звичайними тут є представники гризунів та хижих. Із крупних звірів на заповідній території можна зустріти козулю європейську, свиню дику, лисицю. В межах заповідника проживає 6 видів ссавців, занесених до Червоної книги України: борсук, горностай та 4 види рукокрилих. Загалом на території заповідника охороняються 34 "червонокнижні" види тварин. Тут мешкають також 7 видів тварин, занесених до Європейського червоного списку: нічниця велика, вухань бурий, деркач, слимак виноградний, жук-самітник і ін. Особливої уваги заслуговують рукокрилі, які населяють печеру "Перлина" та інші, переважно невеликі печери. Тут великій кількості мешкає нічниця велика - вид, занесений до Червоної книги України та Європейського червоного списку.

Багата територія заповідника і на історичні пам'ятки, які датуються Х-ХІІІ ст. В той період тут одночасно функціонувало три різнотипні городища-святилища: Бохіт, Говда та Звенигород. Найкраще збереженим виявилось капище на горі Бохіт, де в Х-ХІІІ ст. стояв всесвітньовідомий Збруцький ідол (Святовит) - божество східних слов'ян. Цю унікальну історико-культурну пам'ятку було знайдено у 1848 році у р. Збруч, поблизу с. Личківці.

На території городищ-святилищ знайдено та досліджено хлібні печі, жертовні колодязі та довгі будинки-контини, у яких, як свідчать письмові джерела, слов'яни-язичники збирались для виконання обрядів. Функціонування городищ-святилищ та обслуговування прочан забезпечували селища-супутники, яких тут відомо 15. Розташовувались вони неподалік городищ. Ці давньоруські городища-святилища разом із селищами-супутниками становлять єдиний археологічний комплекс - "Збруцький культовий центр". Важливу роль у його діяльності відіграли цілющі джерела, які існують до сьогодні.

Багата на історичні пам'ятки і територія "Кременецьких гір". На вершині гори Бона знаходяться руїни однойменної давньої фортеці, закладеної ще в ХІІІ ст., а на горі Божа є цінне лікувальне джерело, яке має ще й вагоме культове значення.

На території заповідника "Медобори" функціонують екологічні стежки "Гостра скеля", "Пуща відлюдника", "Бохіт", а у філіалі "Кременнецькі гори" - "Гора Бона", "Гора Божа", "Дівочі скелі".