ラマーバレーにはたくさんの野生動物が生息していますが、最も有名で、一部の人にとっては物議を醸す存在は、灰色オオカミです。最後の群れが殺された1926年から、31匹のカナダオオカミが公園に再導入された1995年まで、オオカミは生態系から姿を消していました。個体数は約100匹で安定していますが、ロビー団体からの継続的な圧力により、この種は保護対象リストに載ったり外れたりしています。公園外では、現在、モンタナ州、アイダホ州、ワイオミング州のほとんどの地域でオオカミの狩猟が合法となっています。
イエローストーン周辺のワイオミング州北西部では、オオカミの狩猟は10月1日から12月31日までしか認められていません。公園内でオオカミを狩ることは違法です。
頂点捕食動物を生態系に再導入することで、種がどのように相互に関連しているかについて、これまでにない視点が得られるため、科学者たちは注意深く観察している。オオカミの数が増えると、コヨーテの数は減少する（オオカミはコヨーテを殺すが食べることはない）。つまり、小型哺乳類やげっ歯類の数が回復し、猛禽類にとっては好都合である。ハイイログマはオオカミから獲物を絶えず奪うため、食料が乏しい時期には別の食料源となる。オオカミの再導入に伴いヘラジカが減ったため、ヤナギの成長が促進されたと考える人もいる。公園のこの辺鄙な一角では、人々がこの素晴らしい動物を一目見ようと、丘をじっと見つめているため、訪問者の数が増えている。
