Млекопитающие Чукотки включают 37 видов наземных животных из 5 отрядов (насекомоядные, зайцеобразные, грызуны, хищные и парнокопытные) и 15 видов морских из двух отрядов (ластоногие и китообразные). Среди животных имеют наибольшую численность землеройка, бурозубка, красная полевка, лемминги. Тундровую группу составляют длиннохвостый суслик, песец, северный олень. В горах обитают большеухая полевка, северная пищуха, снежный баран. Повсеместно встречаются волк, лисица, бурый медведь, горностай, ласка, росомаха, заяц-беляк. Некоторые млекопитающие — бурозубка, суслик и др. — являются эндемиками.
В прирусловых лесах и зарослях кедрового стланика в долинах Анадыря и его притоков живут соболь, горностай, ласка. Условно акклиматизировалась американская норка. На участках незамерзающих полыней Анадыря обитает выдра.
Самым многочисленным крупным хищником в районе является бурый медведь. Всеядность позволяет ему набрать вес за короткое лето. В период нереста лосося медведи собираются в больших количествах в бассейне Анадыря. Здесь же в отдельные годы бывает очень много зайца-беляка. Его любимые места — поймы тесных и лесотундровых рек. В верхнем и среднем течении Анадыря обычны волк, лисица. Если последняя предпочитает мышевидных грызунов, куропаток, зайцев, то в питании волка немалое значение имеют лось, олень.
В Анадырско-Пенжинском зоогеографическом округе обитают лось, дикий северный олень, снежный баран. Чаще всего лось встречается в пойменных тополево-чозениевых лесах, долинных ивняковых зарослях, а к востоку от верховьев Анадыря его нет.
От громадных тысячных стад диких северных оленей, совершавших в прошлом протяженные переходы, сейчас остались небольшие популяции, в основном, в междуречье Малого и Большого Анюя. Исчезновение животных связано с массовым забоем человеком еще в древние времена с целью пропитания, а позже — и для сокращения «отколов» домашних оленей.
Снежный баран живет в горных тундрах всего севера Дальнего Востока, кроме Чукотского полуострова, где он истреблен человеком. Легкая добыча — зверь не покидает мест своего обитания — и вкусное мясо способствовали его уничтожению пастухами-оленеводами, участниками полевых партий и т.д.
Из морских млекопитающих наиболее характерным для Чукотки является морж. Временные лежбища расположены вдоль побережий Чукотского и Берингова морей. Постоянные — Руддерское и Меечкенское — находятся в Анадырском заливе. Моржи питаются моллюсками и ракообразными. Снижение поголовья стад объясняется продолжительным промыслом.
Крупные береговые лежбища в Анадырском заливе образуют морской котик и сивуч. Часто встречаются и другие тюлени — кольчатая нерпа (акиба), лахтак, ларга, крылатка. Из китообразных — касатки, нарвалы, белухи, серые и гренландские киты.