Trong hồ có ít nhất 250 loại cá cichlid và 150 loại cá không thuộc loại cá cichlid, phần lớn sống dọc theo bờ hồ, trong vùng nước sâu khoảng 600 foot (180 m). Do đó, hồ Tanganyika là một nguồn sinh vật quan trọng để nghiên cứu sự hình thành loài trong quá trình tiến hóa.[1][4] Tuy nhiên, lượng lớn cá sống ở khu vực giữa hồ và gồm 6 loài chính: 2 loài cá "Tanganyika sardine" và 4 loài cá lates ăn thịt động vật (có quan hệ, nhưng không giống cá pecca sông Nile, đã tàn phá cá cichlid của hồ). Đại đa số (98%) các loài cá cichlid của hồ là loài đặc hữu (đặc sản địa phương) và nhiều loài, như cá từ loại Tropheus màu sáng, được giới nuôi cá trong hồ kính đánh giá cao. Trong hồ cũng có nhiều loài không xương sống, nhất là các động vật thân mềm, cua, tôm, bộ động vật chân kiếm, sứa, đỉa vv...