Животный мир Островцовской лесостепи отличается значительным разнообразием. Всего здесь, на относительно небольшой территории, обнаружено 119 видов наземных позвоночных, что составляет 55% фауны заповедника.
Многочисленными на участке являются: из амфибий и рептилий - остромордая лягушка, обыкновенная чесночница, прыткая ящерица, уж; из мелких млекопитающих - лесная мышь, рыжая и обыкновенная полевки. Обычны прудовая лягушка, веретеница, из млекопитающих - хомяк, ласка, лисица, барсук. Копытные представлены двумя видами. Лось заходит на территорию изредка, а кабан в последние годы постоянно держится в количестве 5-10 голов.
Только на территории этого участка заповедника обнаружены серый хомячок и мышовка Штранда (пока единственная находка на территории Пензенской области).
Авифауна представлена 85 видами птиц, что составляет 50% авифауны заповедника. Гнездится 22 вида (85% гнездовой авифауны заповедника), из них оседлых -11 видов. Основу населения птиц составляют кустарниковые и луго-полевые виды. Развитие сформированных лесоопушечных комплексов позволяет закрепиться на участке и уже типичным лесным видам: дятлам, пеночке-теньковке, зяблику, синицам, иволге. На степных участках обычны серая куропатка и перепел. Благодаря наличию ручья, ежегодно гнездится кряква. В пойменном лесу по оврагам и балкам гнездятся канюк, черный коршун, ушастая сова. Кустарниковые степи обеспечивают благоприятные условия для гнездования болотной совы, лугового луня.
Суммарная плотность гнездования дневных хищных птиц и сов более высокая по сравнению с Попереченской степью и достигает 4 пар на 100 га в годы высокой численности мышевидных грызунов. Необходимо отметить также и значительно более высокое видовое разнообразие: 3 вида сов, 5 видов соколообразных. Только на этом участке отмечено гнездование очень редкого для области степного луня. Здесь же отмечены встречи дрофы, глобально редкого степного вида, занесенного в Красную книгу РФ.
Суммарная плотность населения птиц в гнездовой сезон составляет от 600 (степи) до 1200 особей/кв.км (лесоопушечные комплексы), количество учтенных в различных вариантах степей видов колеблется от 34 до 52. Доминируют в кустарниковых степях серая славка (19%), варакушка (10%), садовая овсянка (10%), ястребиная славка (10%), на остепненных лугах - серая славка, жаворонок, обыкновенный чекан.