No que respeita à fauna, considerando principalmente os vertebrados e em virtude da sua localização, a Serra de Montejunto insere-se no sector Lusitânico, o qual se caracteriza por espécies essencialmente centro-europeias e por alguns endemismos ibéricos. Em termos faunísticos, a Serra de Montejunto é uma zona de grande importância para vários grupos pois funciona como uma ilha, numa parte do nosso país bastante intervencionada pelo homem como é a que abarca as regiões do Oeste e Vale do Tejo. Isto é verdade para as aves, encontrando-se nesta serra espécies que aqui têm o seu último reduto na região enquanto outras, raras ou ameaçadas a nível nacional, ainda aqui nidificam; e para os mamíferos, em especial os quirópteros, tendo sido identificados nesta serra abrigos de grande importância para a sua conservação. A diversidade específica de borboletas na área que constitui a Paisagem Protegida da Serra de Montejunto afigura-se também elevada dada a heterogeneidade de habitats e as singularidades florísticas e de vegetação associadas na sua maioria aos substratos calcários e de carácter básico do Maciço Calcário Estremenho.