Le ricerche faunistiche sono state concentrate in 4 diverse località interessate dalla circolazione di acque sulfuree (Fig. 2): il Ramo Sulfureo ed il Lago Verde nella Grotta del Fiume; i Laghi di Lucia nella Grotta Grande del Vento, direttamente collegata alla Grotta del Fiume; la Grotta Sulfurea, che rappresenta la parte terminale dello stesso complesso carsico, anche se non direttamente comunicante; sopralluoghi preliminari sono stati effettuati nel lago sulfureo al Ramo del Rinoceronte. Per motivi comparativi sono state studiate anche stazioni in zone non interessate dalla circolazione di acque sulfuree: la galleria principale della Grotta di Frasassi, contenente abbondanti depositi di guano e ben distante dalle zone sulfuree, e la Sala della Felicità nella Grotta del Fiume, con un piccolo deposito di guano, prossima ad ambienti con acque sulfuree. Altri campioni di fauna sono stati prelevati in ambienti superficiali e presso gli ingressi di Grotta del Fiume e Grotta Sulfurea. Le ricerche sulla fauna condotte nelle zone sulfuree della Grotta hanno portato all'identificazione di 15 specie di invertebrati.

Niphargus ictus (Amphipoda, Gammaridae) e Islamia pusilla (Gasteropoda, Hydrobiidae), gli unici invertebrati acquatici finora trovati, sono stati osservati nelle acque sulfuree della falda freatica; I. pusilla è presente nella Grotta Sulfurea, mentre N. ictus può essere facilmente rinvenuto nelle acque freatiche in diverse parti del sistema carsico. Piccole popolazioni di vermi anellidi appartenenti ad una nuova specie di Rhynchelmis (Oligochaeta, Lumbriculidae) sono stati scoperti sulle parti bagnate delle pareti della grotta, sia nel Ramo Sulfureo alla Grotta del Fiume, sia nelle zone sulfuree della Grotta Sulfurea. Numerosi esemplari del crostaceo Androniscus dentiger (Isopoda, Oniscidea) vivono in tutte le stazioni campionate, sia nelle zone interessate dalla circolazione di acque sulfuree, sia in prossimità dei depositi di guano. Le ricerche sulla struttura genetica di A. dentiger hanno evidenziato già in via preliminare che si hanno solo limitati scambi genetici tra le diverse popolazioni; in particolare gli esemplari presenti nel ramo sulfureo denotano il maggior grado di isolamento (Sarbu et al., 2000).

Anche il ragno Nesticus eremita (Aranea, Nesticidae) è molto comune sia nelle zone sulfuree che negli altri habitat ipogei. Va osservato che gli esemplari presenti nei rami sulfurei profondi sono più grandi delle popolazioni superficiali, hanno occhi ridotti, allungamento delle appendici e depigmentazione; tutti questi elementi suggeriscono un certo grado di isolamento genetico. Da rilevare anche che questa specie non è stata finora trovata nei rami sulfurei più interni (Ramo del Rinoceronte), lasciando ipotizzare che la colonizzazione degli ambienti ipogei sia ancora solo parziale. Diversi piccolissimi artropodi vivono sulle pareti e sui pavimenti delle gallerie nel Ramo Sulfureo, in prossimità degli specchi con acque sulfuree: Labidostoma cornuta (Acarina, Labidostomatidae), una specie endogea; Chthonius n. sp. (Pseudoscorpiones, Chthoniidae), una nuova specie, endemica, troglobia; Onichiurus n. sp. (Collembola, Onichiuridae), anch'esso un nuovo troglobio endemico; Neelus murinus, una specie considerata troglossena ma che compare in quantità nelle sezioni sulfuree della grotta. Sono stati rinvenuti coleotteri della specie endogea Tychobythinus gladiator gladiator (Coleoptera, Pselaphidae), mentre soltanto un individuo di Duvalius bensai lombardi (Coleoptera, Carabidae), endemico delle grotte di Frasassi è stato incontrato nelle zone sulfuree.

Due nuove specie di ragni, entrambe troglobie, sono state scoperte: Porrhomma n. sp. (Aranea, Linyphiidae) e Lepthyphantes n. sp. (Aranea, Linyphiidae), endemiche delle zone sulfuree nelle grotte di Frasassi. Altre due specie di ragni popolano le zone sulfuree della Grotta Sulfurea, mentre mancano nelle zone sulfuree più interne del complesso carsico: il troglofilo Lepthyphantes pallidus (Arahnida, Aranea, Linyphiidae), e il troglobio Centromerus pasquinii (Arahnida, Aranea, Linyphiidae), specie endemica del Nord Italia.

Tra le 15 specie di invertebrati finora individuate nelle zone sulfuree, soltanto Androniscus dentiger, Niphargus ictus, Nesticus eremita, Duvalius bensai lombardi, Centromerus pasquinii, erano stati precedentemente segnalati nelle Grotte di Frasassi. Nove delle specie trovate in habitat sulfurei sono risultate troglobie e sette di esse sono endemiche del sistema carsico di Frasassi: ben cinque di queste specie sono nuove per la scienza. La fauna nelle zone sulfuree della Grotta di Frasassi risulta pertanto decisamente differenziata rispetto al resto del complesso carsico ipogeo. Su un totale di 67 specie finora segnalate soltanto 4 infatti sono state incontrate sia nei rami sulfurei della grotta che nelle zone non sulfuree (Androniscus dentiger, Nesticus eremita, Duvalius bensai lombardi, Centromerus pasquinii).