Колекція хребетних тварин є однією з найстаріших у музейному зібранні. Переважна більшість експонатів зібрана з території заходу України та південного сходу Польщі і складається з колекцій риб, земноводних, плазунів, птахів та ссавців.
Колекції "Риби", "Земноводні" та "Плазуни" складаються з опудал та мокрих препаратів.
Початки колекції риб заклав В. Дідушицький. Сьогодні це найповніша збірка риб заходу України. Репрезентативність колекції становить 76% від іхтіофауни заходу України, та 45% – України. З 34 видів круглоротих і риб, занесених до Червоної книги України (1994), у фондах представлено 13 видів.
Колекцію земноводних заклав Я. Байгер на початку ХХ ст. У ній представлені усі види земноводних заходу України.
Колекцію плазунів заклав В. Дідушицький наприкінці ХІХ ст. Сьогодні в ній представлено 91% видів плазунів, що трапляються на заході України.
Орнітологічні колекції – одні з найстаріших фондових збірок музею, що містять опудала, тушки, кладки яєць, пелетки та харчові рештки. 86% колекції зібрано у другій половині ХІХ ст. У фондах представлено 83% орнітофауни нашого регіону. З 67 видів птахів, занесених до Червоної книги України (1994), колекція містить опудала 56 видів.
- Колекція кладок містить старі збори, які найчастіше представлені кладками або окремими яйцями птахів, і лише зрідка – кладками з гніздами. Натомість, одиницею зберігання колекції кладок нових зборів, започаткованої у 1990 р., є кладка з гніздом.
- Колекція пелеток та харчових решток започаткована у 2004 р. Одиницею зберігання є вміст однієї пелетки.
Колекції ссавців складаються з опудал, тушок, шкур, рогів та ікол (збірка мисливських трофеїв), черепів і скелетів (остеологічна колекція).
- Колекція опудал започаткована В. Дідушицьким у другій половині ХІХ ст., коли було зібрано 75% усіх експонатів. Репрезентативність становить 56% теріофауни регіону. Із 41 видів ссавців, занесених до Червоної книги України (1994), вона налічує чучела 29.
- Колекція тушок фактично започаткована у середині ХХ ст. У вигляді тушок в музеї представлено 71% усіх видів ссавців нашого регіону, що є найповнішою збіркою ссавців заходу України.
- Початки колекції шкур були закладені наприкінці ХІХ ст. Одиницею зберігання є кожна шкура зокрема. Наукове значення колекції невелике, оскільки значна частина експонатів без етикеток або придбані в розплідниках чи заготгосподарствах. Репрезентативність становить 15% від фауни України та 18% - Західної України.
- Колекції рогів та ікол об'єднуються у збірку мисливських трофеїв, яка складається з ікол дикої свині та рогів копитних. Має естетичне та наукове значення.
- Черепи і скелети (остеологічна колекція) збиралася з кінця ХІХ ст. Одиницею зберігання є скелет, його частини чи навіть окремі кістки однієї тварини.
Збірка мокрих препаратів фонду ссавців має переважно навчально-наочне значення.
Колекція "Плейстоценові хребетні" містить частини скелетів і окремі кістки представників "мамонтової фауни", в основному із заходу України.
Куратор фонду хребетних – Бокотей А.А..
Зберігач фонду хребетних – Струс Ю.М.
