Etwa 25.000 Großsäuger bevölkern den Krater, darunter die höchste Raubtierdichte Afrikas. Besonders groß ist die Zahl an Zebras, Büffeln, Gnus, Elenantilopen sowie Grant- und Thomson-Gazellen. Sie werden gejagt von Löwen, Fleckenhyänen und Leoparden. Daneben gibt es im Krater unter anderem Elefanten und, ungewöhnlich in dieser Gegend, Flusspferde. Es existieren noch zwischen zehn und 15 Exemplare der bedrohten Spitzmaulnashörner, deren Population in den 1960er Jahren noch über hundert Tiere betrug. Die großen Tierwanderungen in der Serengeti führen auch durch den Ngorongoro-Krater.