A Ilha Roanoke abriga veados-de-cauda-branca, esquilos-cinzentos, guaxinins, gambás, coelhos-de-cauda-algodão, raposas-cinzentas, lontras-de-rio e esquilos-listrados.
Aves incluem garças-azuis-grandes, pelicanos-marrons, gaivotas-gargalhadeiras, talhas-pretas, colhereiros-rosados, águias-carecas, ostraceiros, patos-de-madeira e cardeais-do-norte.
Répteis incluem cascavéis, cobre-cabeças, cobras-rato e jacarés. Anfíbios incluem rãs-arborícolas e lagartos-de-cerca. Peixes incluem tambaqui, linguado, cavala, peixe-azul e robalo-listrado. Insetos incluem borboletas-monarca, vaga-lumes, abelhas e mosquitos.
Os diversos habitats da ilha suportam rica vida selvagem.