Chaque printemps, l'abondance de l'eau dans l'écozone du Bouclier boréal attire des centaines de milliers de canards, de huarts, d'oies et de cygnes. Pour ces oiseaux, la région est une aire de reproduction ou simplement de repos, avant le départ vers des sites encore plus nordiques. Parmi les espèces d'oiseaux aquatiques les plus courantes figurent, le petit garrot, le canard noir, le canard branchu, la fuligule à collier et la bernache du Canada. On y trouve aussi la nyctale boréale, le grand-duc d'Amérique, le gros-bec errant et le geai bleu. L'oiseau chanteur probablement le plus souvent associé à cette partie du Bouclier canadien est le bruant à gorge blanche.
Les mammifères caractéristiques de l'écozone sont le caribou des bois, le cerf de Virginie, l'orignal, l'ours noir, le loup, le lynx, le lièvre d'Amérique, le pécan, la martre et la mouffette rayée. Les nombreux milieux humides, étangs, cours d'eau et lacs de l'écozone constituent un important habitat pour le castor, le rat musqué et le vison.
Dans le milieu marin de l'Atlantique, on retrouve des mammifères tels que le phoque gris, le phoque à selle et le phoque à capuchon, ainsi que le cachalot macrocéphale, l'épaulard, le globicéphale noir de l'Atlantique, le rorqual commun et le rorqual bleu. On y trouve aussi le dauphin à dos lisse et la baleine boréale, espèces en danger de disparition, et le rorqual à bosse, espèce menacée.
Du fait de leur richesse biologique, les secteurs maritimes situés le long de la côte nord du Québec et sur la plate-forme continentale de Terre-Neuve et du Labrador sont essentiels pour les pêches commerciales du Canada. Les rives rocheuses du golfe Saint-Laurent et de Terre-Neuve offrent d'exceptionnels sites de nidification à de nombreux oiseaux de mer. Dans les nombreux lacs et rivières de l'écozone, les espèces les plus courantes sont le touladi, le grand corégone, la lotte et le grand brochet.