周口店动物群化石种类相当丰富，仅周口店第一地点发现的哺乳类就有94种。其中有些是更新世早期动物群的残留种或其变种，如三门马（Equus sanmeniensis）、梅氏犀（Rhinoceros mercki）、纳玛象（Palaeoloxodon namadicus）、中国鬣狗（Hyaena sinensis）等。有些是更新世中、晚期所特有的新种，如肿骨鹿（Sinomegaceros pachyosteus）、葛氏斑鹿（Pseudaxis grayi）、洞熊（Ursus spelaeus）、最后斑鬣狗（Crocuta ultima）、最后剑齿虎（Machairodus inexpectatus）、杨氏虎（Panthera youngi）、德氏水牛（Bubalus teilhardi）等，是本动物群中最富有代表性的动物。还有些现生种如大熊猫（Ailuropoda）以及安氏鸵鸟（Struthio anderssoni）等化石。