Радиационное воздействие на животный мир в непосредственной близости от ЧАЭС было достаточно острым. Однако детальные наблюдения в первый послеаварийный период было организовать сложно, и документальных свидетельств о массовой гибели позвоночных в ближней зоне нет. Первые данные относятся к осени 1986 года и свидетельствуют о снижении количества мышевидных грызунов в ближней зоне в 3—5 раз, хотя высокие уровни загрязнения и малые размеры грызунов, при которых происходит и бета-облучение большинства органов, могли бы обусловить и более сильные эффекты. В настоящее время численность грызунов стабилизировалась и находится на уровне поддержания существования видов. Среди травоядных млекопитающих были зафиксированы случаи поражения и полного некроза щитовидной железы.

На наиболее загрязненных участках почти полностью погибли насекомые, обитающие в лесной подстилке. В июле 1986 года на контрольных участках в трех километрах от АЭС их количество уменьшилось в сто раз, а некоторые виды насекомых не обнаруживались вообще. В период 1986—87 годов фиксировались и изменения микробного ценоза почвы.

Значительное количество аномалий было обнаружено у представителей фауны на клеточном и молекулярном уровнях. У отдельных рыб из некоторых озер зоны отчуждения были отмечены нарушения процесса роста и развития половых клеток.

Получены данные, свидетельствующие о наличии радиационно-индуцированных изменений в генетическом аппарате и нарушений физиологических и биохимических процессов под влиянием высоких доз излучения у большинства травянистых растений. Эти эффекты, однако, наблюдались лишь сразу после аварии и непосредственно вблизи ЧАЭС.