Изсичането на горите в Люлин, маловодните реки, ерозията на почвата и свлачищата са довели до обедняване на флората и фауната в по-голямата част от нейната територия. Разширяването на строителството на вили и жилищни имоти навътре в планината и туризмът причиниха намаляване на числеността на животинските популации в района на планината.
Характерни насекоми са: буков сечко, различни видове мравки и пеперуди, от които по известни са волско око, кадифени пеперуди. Маловодните реки не предполагат рибна фауна, а в планината единственото място за зарибяване са изкуствените водоеми.
На сухите и огрени слънчеви места в скалните пукнатини се виждат стенният гущер (Podarcis muralis), дървесната жаба (Hyla arborea) и смокът-мишкар (Elaphe longissima, както и малък брой костенурки (Testudinidae).
По-богат и разнообразен е птичият свят, който оживява горите и храсталаците. Срещат се косове (Cinculus ciniulus), кълвачи (Dryocopus martius), синигери (Parus L.), дроздове (p.Turdus), славеи (Luscinia megarinchos), чучулиги (p.Alaudide), пъдпъдъци (p.Coturnix) и яребици (p.Perdix). Не могат да не бъдат споменати соколите (p.Falio), бухалите (Bubo bubo), кукумявките (p.Athene) и гарваните (p.Corvus).
От дребните бозайници най-разпространени са сънливецът (p.Myomimus), лалугерът (Spermophilus citellus) и сляпото куче (Nannospalax leocon), като последните два вида са включени в Червената Европейска книга и в списъците на световно застрашените видове. Добре познат и често срещан вид е катерицата (Sciurus aberti), като освен нея има порове (p.Mustela), къртици (Talpa europea), мишки (Apodemus agraris) и таралежи (Erinaceus concolor). Планината е убежище на обикновения заек (Lepus europeus Pall), лисицата (Vulpes vulpes), по-рядко на вълци (Canis lupus) и диви котки (Felis silvestris), които са застрашени на Европейско ниво.