Aínda que os fondos mariños da costa de Dexo-Serantes atesouran unha boa parte da fauna total do espazo, os vertebrados terrestres teñen tamén unha importancia sobresaínte no que a diversidade e conservación se refire.

O grupo faunístico máis abundante, diverso e que chama máis a atención dentro do espazo natural é o das aves. A costa de Dexo-Serantes conta cun total de 82 especies, entre mariñas e terrestres, das que 57 crían na zona. Os acantilados son elementos singulares porque aquí aniñan aves que se reproducen de forma escasa ou localizada no resto do territorio galego, como o andoriñón real ou o lagarteiro. Pódese observar voando entre as rochas ao falcón peregrino, ao corvo grande e ao rabirrubio; e na matogueira á papuxa do mato, á azulenta e ao chasco común.

O corvo mariño cristado ocupa este tramo de costa. As maiores poboacións ibéricas encóntranse en Galicia, onde experimentaron un acusado declive nos últimos anos. Malia iso, a poboación de Dexo-Serantes parece manterse estable. Fronte aos acantilados de Dexo tamén pódense ver furabuchos, paíños, mascatos, pentumeiros e carolos.

Os mamíferos presentes no espazo son dos máis comúns en Galicia, aínda que a área conta con algunha especie endémica da península Ibérica como o furafollas ibérico ou a toupa ibérica. Na actualidade o catálogo conta con arredor de dezasete especies de presenza segura e once de presenza probable. Entre os mamíferos de maior tamaño que podemos encontrar na zona figura o raposo, o abundante coello e a donicela, que é un carnívoro de carácter fuxidío que se move rápido e en silencio mentres caza, entre as súas presas favoritas encóntranse os furafollas. O furaño común é un minúsculo mamífero, case cego pero con bo oído e olfacto, obxecto de moitas lendas, pois considerábase un animal dotado de innumerables calidades máxicas.

Por outra parte, oito especies de anfibios e outras tantas de réptiles habitan o espazo natural. Destas, un total de cinco especies exclusivas da península Ibérica dánse cita na área. O sapiño pinto non ten unha pel seca e áspera como a dos verdadeiros sapos, senón que é húmida e lisa como a das ras. É un endemismo peninsular que está ameazado pola introdución de cangrexo vermello americano que depreda sobre os seus ovos e larvas. Outros anfibios presentes no espazo natural son a píntega e o pintafontes común. Entre os réptiles destacan a lagartixa galega e a víbora de Seoane exclusivas do norte peninsular, o lagarto das silvas e a cobra lagarteira común.