遗址出土的动物种属鉴定表明，二里头人获取的肉食资源以家畜为主，其中家猪一直占大宗，绵羊和黄牛从早期到晚期有大致增多的趋势，狗则始终保持着一定的比例。其中，家犬和家猪的饲养可以上溯到公元前六七千年前；而中原地区家养黄牛和绵羊的起源时间则大致在公元前2500年～前2000年之间。由于公元前3000年以前甘青地区的史前文化遗址里已发现了家养的绵羊，因此家养绵羊随后出现在中原地区，很可能与文化的传播有关。

考虑到家养黄牛和绵羊在当时和日后的宗教活动中扮演着重要的角色，人们为何驯养这两种动物就十分耐人寻味。在龙山时代的遗址中就发现有将数条牛整齐摆放、将绵羊捆绑后埋葬的现象。这些很可能都是与宗教相关的活动留下的遗迹。在二里头时代的遗址中，也发现有在兽坑内埋葬多头完整的牛羊的情况，或与祭祀有关。此后的二里冈时期，用牛和羊祭祀的实例时有发现。到了商代晚期，牛和羊成了祭祀活动中使用的主要动物，甚至被赋予了区分王与卿大夫在祭礼中的等级地位的作用。

二里头遗址出土有不少铜、骨箭头，既可充作兵器，也可用于狩猎。此外还发现有捕鱼用的骨、蚌、铜质鱼钩，骨鱼镖和陶网坠等，表明都邑的居民还在郊外从事一定的渔猎活动。遗址中大量野生动物骨骸的发现也印证了这一点。