Częsty jest sromotnik bezwstydny.
Do fauny Lasów Oliwskich należą: dzik, sarna, jeleń, łoś (sporadycznie), zając szarak, królik, wiewiórka, lis, kuna leśna, borsuk, a z awifauny bielik, drozd śpiewak, dzięcioł zielony, dzięcioł czarny, jastrząb, kos, kruk, myszołów, orzechówka, puszczyk, rudzik, sójka, trzmielojad, zimorodek. Nad potokami w Dolinie Radości występował niegdyś pluszcz, bytowały tu również (do lat 60. XX wieku) bobry. W potokach występują bezkręgowce wymagające czystej i chłodnej wody. Spośród motyli do najcenniejszych gatunków zaliczają się mieniak tęczowiec i paź królowej, a spośród pajęczaków – kołosz wielobarwny.
Ponad 50% gatunków roślin chronionych, występujących w TPK, zlokalizowano między ul. Słowackiego a leśnym przedłużeniem ul. Kościerskiej (Dolina Świeżej Wody).
Rezerwaty przyrody Ustanowione są trzy rezerwaty przyrody: Źródliska w Dolinie Ewy, Wąwóz Huzarów i Lasy w Dolinie Strzyży oraz 49 pomników przyrody. Ochroną objęto wszystkie głazy o obwodzie ponad 3 m. Największym z nich jest Diabelski Kamień na Czarcim Wzgórzu (pomnik przyrody nr 133), który rozpadł się na 3 części, z których największa ma 12,5 m obwoduGłazy pomnikowe w Dolinie Radości.