В 1938 —1939 гг. на территорию заповедника было выпущено около 30 пятнистых оленей, завезенных с Дальнего Востока. Пятнистые олени неплохо чувствовали себя в Жигулях, и к 1951 г. их стало на Самарской Луке почти 100 голов, из которых около 80 держались на заповедной территории. Но олени наносили заметный вред растительности каменистых степей: они подолгу держались здесь в зимнее время, добывая корм из-под неглубокого снега. Популяция пятнистого оленя в Жигулях была неустойчива. Критическое положение для них сложилось после закрытия Куйбышевского заповедника в 1951 г. Одной исключительно глубокоснежной зимы 1955/56 г. оказалось достаточно, чтобы популяция пятнистого оленя на Самарской Луке была смертельно подорвана. Летом 1956 г. только на одной Бахиловой горе были обнаружены остатки 28 трупов пятнистых оленей. В 1960 г. были лишь немногочисленные (и сомнительные) свидетельства о встрече следов этого зверя. После 1966 г. ни одной встречи пятнистых оленей или их следов в заповеднике не зарегистрировано.
В связи с изменением экологических условий в регионе на Самарской Луке за последние 20 лет появилось два новых вида копытных животных. С 1960 г. здесь встречаются косули, а с 1973 г. — кабаны. Число косуль с 1960 г. постепенно возрастало и достигло максимума — 50 голов в 1975 г. Появившиеся зимой 1975/76 г. волки сразу уничтожили несколько стад косуль, которые сохранились только в горной части заповедника. В настоящее время косули стали совсем редкими обитателями заповедника (их не более 5), но есть надежда, что в результате борьбы с волками косуль на Самарской Луке станет больше.
Главный фактор, лимитирующий обитание и увеличение числа кабанов в заповеднике, — также высота снежного покрова. В поисках доступных кормов кабаны избрали местом зимовки некоторые овраги в горной части заповедника. К середине зимы группы кабанов из-за большой высоты снежного покрова оказываются запертыми на очень ограниченных участках и голодают. В более мягкие зимы они благополучно доживают до весны, когда начинают активно рыться на первых проталинах, в поисках которых поднимаются из оврагов на южные склоны. Здесь они серьезно повреждают растительность каменистой степи. В многоснежную зиму (например, 1984/85 г.) молодняк и часть самцов погибает от бескормицы, а беременные самки поедают павших животных. В результате почти весь прошлогодний приплод погибает, но самки к опоросу приходят вполне упитанными, и общая численность стада восстанавливается. При таком естественном регулировании численности кабанов в условиях природного комплекса Самарской Луки, для которого этот вид является чуждым компонентом, при нескольких мягких зимах создается опасность чрезмерного роста его численности. Это может привести и к серьезному разрушению реликтовой растительности заповедника, и к массовой гибели зверей. Было решено провести комплекс работ по управлению популяцией кабанов на Самарской Луке: подкармливать кабанов за пределами заповедника, чтобы исключить их зимнюю концентрацию в заповеднике, и отстреливать большую часть молодняка до численности, не представляющей угрозы для охраняемой растительности.
Не ограничиваются заповедной территорией и крупные хищники. В XVIII в. на Самарской Луке их было значительно больше, чем сейчас. Тогда здесь обитали не только встречающиеся в наши дни волк и рысь, но был многочислен и бурый медведь. Но уже около 100 лет назад здесь был убит последний зверь, и с той поры до наших дней этот хищник не появлялся. Изменялась и численность волка и рыси, которые в отдельные периоды полностью истреблялись на Луке, но приходили снова, при этом рысь исчезала на долгое время, а при возвращении была крайне малочисленной.
Число волков временами возрастало до угрожающих размеров. В первое десятилетие после организации нынешнего заповедника (1966—1975 гг.) отмечали лишь редкие, единичные заходы волков, но с 1976 г. они появлялись в заповеднике регулярно, и их общее число достигло 30 голов. ПрИг шлось возобновить борьбу с «серыми разбойниками». Зимой 1984/85 г. было добыто капканами 7 волков. Важно отметить, что, как и в прежние годы, все волки были добыты вне заповедной территории. Весь опыт работы заповедника в Жигулях показывает, что популяция волка не должна выпускаться из-под контроля; как только в заповеднике появится более одной стаи волков (как правило, это выводок с родителями, насчитывающий не более 7 зверей), с ними немедленно следует начинать борьбу. Причем нет никакой необходимости делать это на заповедной территории.
Рысь появилась в заповеднике позднее, регулярно стала заходить с 1981 г. При нынешней исключительно низкой численности рыси необходимости по ее снижению не возникает. Однако это не означает, что рысь не влияет на животных заповедника. В частности, после возвращения рыси в Жигули здесь заметно уменьшилось число зайцев-беляков. Вероятно, это совпадение не случайно, поскольку в питании рыси зайцы доминируют.