La tortue passe la moitié de son temps dans une attitude immobile, semblable au sommeil. Elle fait partie des rares reptiles supposés avoir un sommeil paradoxal avec des mouvements oculaires rapides et une suppression du tonus musculaire du cou.

Le manchot est le seul oiseau vivant et se reproduisant dans des conditions climatiques extrêmes (jusqu'à -50 degrés). Pourtant les manchots et les pingouins présentent la quantité la plus importante de sommeil paradoxal chez les oiseaux ; ils en capitalisent jusqu'à 80 minutes par jour.

Le caïman, à l'instar de tous les animaux à sang froid, passe la nuit et une bonne partie de la saison hivernale dans un état de léthargie. Il présente un état proche du sommeil paradoxal, mais seulement durant 7 à 8 minutes par jour.

L'oie est le seul oiseau chez qui une suppression totale du tonus musculaire a été observée, due probablement à sa posture typique durant le sommeil, avec la tête posée sur le dos entre les plumes lui permettant ainsi une stabilité totale. En général chez les oiseaux, le sommeil paradoxal est très bref (inférieur à 20 secondes), et on n'observe pas l'absence de tonus musculaire caractéristique de cette phase de sommeil.

Le babouin se distingue des autres primates (chimpanzé, gorille, orang-outang, homme) par une fragmentation importante de son sommeil et une quantité de sommeil paradoxal assez faible (une heure par jour). Il garde toujours un relatif tonus musculaire : son sommeil ne s'accompagne pas du relâchement typique des singes supérieurs. Ces caractéristiques sont probablement liées à l'environnement précaire (falaise, arbre) dans lequel le babouin dort.

Le poisson perroquet sécrète une enveloppe muqueuse dans laquelle il reste saris bouger durant la nuit. Dans cet état de quiescence, il réagit plus ou moins à des stimulations sensorielles. Si chez certains poissons marins, on a pu démontrer, selon des critères comportementaux ou EEG, la présence d'états comparables au sommeil, rien ne permet d'étayer l'hypothèse de la présence d'un sommeil paradoxal.

Le phoque est capable de dormir dans n'importe quelle position, qu'il soit à terre, sur la banquise, flottant à la surface de l'eau ou même en plongée. Cet animal présente du sommeil lent bilatéral.

L'éléphant, le plus gros des mammifères, semble faire des plus petits dormeurs avec moins de 4 heures de sommeil par jour. Ainsi, il semble qu'il y ait une corrélation inverse entre le poids du corps et les quantités journalières de sommeil total et de sommeil paradoxal.

L'écureuil hiberne entre octobre et avril, mais se "réveille" environ deux fois par mois pendant 8 à 16 heures. Cet état de torpeur correspond à une diminution de la température et du métabolisme. L'écureuil sort régulièrement de son état d'hibernation essentiellement pour dormir. A ce moment là, son sommeil ressemble à un sommeil de récupération comme s'il en avait été privé pendant son hibernation.

Les papillons diurnes s'endorment tous dès 17-18 heures et se réveillent le lendemain matin vers 10 heures tandis que les papillons nocturnes n'apparaissent le soir qu'aux alentours de 22 heures et s'endorment avant le jour. Ces animaux présentent des phases d'inactivité semblables, dans une certaine mesure, au sommeil des vertébrés.

Le cheval est capable de dormir debout durant un court instant mais le sommeil paradoxal n'apparaît qu'en position couchée. L'animal s'étend de toute sa longueur sur le flanc, pattes étendues. Cette phase de sommeil est très facilement identifiable l'équidé grimace, fait des mouvements de pédalage avec ses pattes et hennit.

Le renard a deux fois plus de sommeil paradoxal que le lapin (plus de 2 heures contre moins d'une heure) et la répartition de son sommeil est telle qu'il est éveillé quand les lapins sont hors des terriers. Ce qui est conforme à l'idée communément admise selon laquelle les animaux chasseurs dormiraient et rêveraient plus que leurs proies.

L'albatros, comme tous les oiseaux migrateurs, est capable de voler pendant des jours et on estime que, à l'instar du martinet, il pourrait ne pas dormir du tout pendant ces périodes. Il est également possible qu'il ait développé une stratégie pour dormir tout en volant.

L'opossum est non seulement l'un des plus gros dormeurs chez les mammifères (18 heures par jour) mais il est aussi le champion du sommeil, paradoxal (5 à 6 heures par jour).

Le paresseux est capable de rester suspendu à une branche jour et nuit. Il passe pour être le plus gros dormeur du règne animal avec plus de 20 heures de sommeil apparent. ,Mais il n'a en réalité qu'environ 17 heures par jour de sommeil, dont 72 minutes de sommeil paradoxal.

Le globicéphale, comme les phocénidés et certains dauphins, présente l'étrange particularité de dormir plusieurs heures par jour sur un seul hémisphère alors que l'autre hémisphère présente un EEG de veille caractérisée. Pendant ces phases de sommeil profond unilatéral, ils agitent leur queue et leurs nageoires. Il n'existe donc pas de corrélation entre le sommeil comportemental et le sommeil EEG chez ces mammifères aquatiques.