Животный мир заповедника в целом соответствует его расположению в лесостепной зоне и преобладанию покрытой лесом площади. Видовое разнообразие фауны более подробно освещено в следующем разделе.

Среди млекопитающих высокой численностью и большим разнообразием отличается группа мышевидных, из них фоновыми видами являются рыжая полевка и желтогорлая мышь. Широко представлен также отряд рукокрылых (летучие мыши), насчитывающий 14 видов. Из них 7 видов образуют в штольнях в районе с.Ширяево одну из крупнейших зимовок в Росси

Интенсивное хозяйственное освоение территории заповедника и его ближайших окрестностей началось в XIX веке. В 1840 г. на Волжский берег была вывезена графом Орловым-Давыдовым, (предку которого Екатерина П подарила изрядный кусок Самарской Луки, составивший графскую Жигулевскую вотчину) группа крестьян из Курской губернии. Эти переселенцы основали сначала хутор Старое Отважное на месте нынешнего поселка Зольное, а позднее обширное село Отважное на месте нынешнего города Жигулевска. В дальнейшем в устьевой части долины Бахилова Поляна был основан одноименный поселок, главным занятием жителей которого стали лесозаготовки. О размахе рубок в графской вотчине можно судить по тому, что именно здесь была проложена первая в России узкоколейная лесовозная железная дорога.

Климат в районе заповедника – континентальный с жарким летом и морозной зимой. Он формируется под влиянием азиатского материка, перегретого летом и переохлажденного зимой и атлантического океана. В одни периоды преобладает влияние первого, в другие второго, а в третьи влияния обоих факторов уравновешиваются. Этим обстоятельством обусловлена нестабильность метеорологических условий в районе заповедника. Суровые морозные зимы чередуются с мягкими, жаркие засушливые периоды – с прохладными периодами затяжных осадков.