Близкое соседство с человеком не пугает представителей животного мира. В заказнике насчитывается более 20 видов млекопитающих. Так, «Мозырские овраги» ареалом своего обитания избрали хищники: обыкновенная лисица, енотовидная собака, лесная куница. Реже на участках, примыкающих к населенным пунктам и различным постройкам, встречаются каменная куница, горностай, ласка. В широколиственных коренных лесах водится обыкновенная белка, а на границе сельскохозяйственных угодий и лугов обитают зайцы — беляк и русак, белогрудый еж, обыкновенный крот. В заказнике систематически отмечают заходы косули и лося, редко — дикого кабана.
Большим видовым разнообразием характеризуются и птицы, среди которых — полевой жаворонок, вертишейка, славкачерноголовка, садовая славка, зеленая пересмешка, пестрый дятел, мухоловкапеструшка, иволга, перевозчик, луговой конек, ястребперепелятник, ушастая сова и другие.
По результатам исследований состояния животного мира на территории заказника «Мозырские овраги» было отмечено 53 вида птиц. Проведенные наблюдения не подтвердили в заказнике местообитание видов птиц, занесенных в Красную книгу Республики Беларусь. Тем не менее, здесь зарегистрированы виды птиц, имеющие SPEC категорию (виды Европейского Охранного Статуса).
На пункте мониторинга почвенных беспозвоночных выявлено обитание 21 вида герпетобионтных насекомых из 7 семейств. В структуре сообщества жужелиц представлено 14 видов. В составе энтомофауны отмечены 2 вида жужелиц, включенных в Красную книгу Республики Беларусь.
