«Люди обычно уходят в природу, как в отдых. Я же думал, что жизнь в природе должна быть постоянным состоянием человека». Константин Паустовский
Инвентаризация фауны заказника проводится силами научного отдела заповедника «Брянский лес» с 2010 года. На сегодняшний день создана база данных по фауне заказника, которая пополняется по мере поступления материала. Всего в заказнике насчитывается 136 представителей фауны позвоночных, из них миноги — 1, костные рыбы — 11, амфибии — 1, рептилии — 5, птицы — 91, млекопитающие — 27.
В результате исследований 2010 года и материалов исследований прошлых лет (паспортизация особо охраняемых природных территорий областного значения 2006-2008 годов) на территории Клетнянского заказника выявлено обитание 26 редких охраняемых видов животных, их них девять видов внесены в Красную книгу Российской Федерации. В заказнике сохранилась уникальная коренная популяция бурого медведя. В 1930-е годы на территории нынешнего заказника была выпущена выхухоль. Этот вид и сейчас обитает в реках заказника.
Отдельно можно остановиться на численности тетеревиных птиц, так как ежегодня проходят соответствующие учёты. Впервые учёт тетеревиных птиц (глухаря, рябчика и тетерева) был проведён сотрудниками заповедника 25-26 октября 2010 года. Всего пройдено 17 пеших маршрутов общей протяженностью около 158 км. Большая часть маршрутов (92 процента) пролегала через лесные угодья. Тогда на маршрутах было зарегистрировано 8 особей глухаря, 6 — тетерева и 25 — рябчика. Кроме того, по две особи глухаря и рябчика отмечены из автомобиля при доставке учетчиков к местам прохождения маршрутов. Плотность населения глухаря в лесу составила 9,2 особей на 1000 гектаров, рябчика — 27,6 особей на 1000 гектаров. Тетерев встречался только на зарастающих залежах и лугах с плотностью 66 особей на 1000 гектаров. Отмечено осеннее токование тетерева (так называемое «бормотание»). На основании полученных данных о плотности путем экстраполяции рассчитана общая численность тетеревиных птиц на всей территории заказника (39,1 тысяч гектаров): численность глухаря оценивается в 279 особей, тетерева — 525 особей, рябчика — 837 особей. Численность всех трех видов оказалась в несколько раз выше по сравнению с тем, что было на момент внутрихозяйственного устройства заказника в 1991 г. Тогда численность глухаря оценивалась до 100 особей, рябчика — в 130 особей, тетерева — в 90-100 особей.
Последний учёт проведён осенью 2018 года группой учетчиков, включавшей научных сотрудников и инспекторов отдела охраны. Всего пройдено 15 пеших маршрутов общей протяженностью 137 км. Большая часть маршрутов (94 процента) пролегала через лесные угодья, остальные — через полевые угодья, представляющие собой распаханные залежи, используемые для выращивания кормовых трав.
При прохождении маршрута учетчики отмечали вид, пол (по возможности), место встречи, тип местообитания (породный состав древостоя для лесных местообитаний) и дальность обнаружения всех встреченных тетеревиных птиц. С целью сопоставимости полученных результатов с данными по другим природным территориям площадь полосы учета для каждого вида рассчитывалась исходя из фиксированной ширины полосы учета.
Всего на маршрутах были зарегистрированы три особи глухаря, четыре — тетерева и 18 — рябчика, все в пределах полосы учета. Кроме того, вне маршрутов стая токующих тетеревов из восьми особей отмечена на скошенном поле у деревни Лукавица. Плотность населения глухаря в лесу составила 3,1 особей на 1000 гектаров, рябчика — 22,2 особей на 1000 га. Тетерев встречался в полевых угодьях с плотностью 3,3 особей на 1000 гектаров. На основании полученных данных о плотности рассчитана общая численность тетеревиных птиц на всей территории заказника: численность глухаря оценивается в 118 особей, тетерева — 128 особей, рябчика — 850 особей.
Что касается численности млекопитающих, то в заказнике ежегодно с 2011 года проходит зимний маршрутный учёт. Первый был проведён в 18-19 февраля 2011 года в соответствии с «Методическими указаниями по организации, проведению и обработке данных зимнего маршрутного учета охотничьих животных в РСФСР» (1990). Всего пройдено шесть маршрутов общей протяженностью 70 километров. Самыми обычными и даже многочисленными в заказнике являются заяц-беляк и лисица, кроме того, довольно высока численность белки. Численность копытных в заказнике пока очень низкая. За последние годы, по мнению местных жителей и сотрудников заповедника, в заказнике чаще стали встречаться кабан, косуля и лось.