Hiltonil on terve hulk erinevaid lemmikloomi, sealhulgas koeri, kasse, tuhkruid, jäneseid ja ahve ning seltskonnadaam lubab suuremal osal neist majas vabalt ringi liikuda.
Oma tiheda graafiku tõttu on Parisel loomade tarvis palgatud inimene, kes nende heaolu eest tema äraolekul hoolt kannab.
«Mu loomad teevad mu tõeliselt õnnelikuks. Ma lihtsalt armastan oma lemmikloomi. Mul on 11 koera, kolm tuhkrut, kaks jänest, kaks ahvi ja kolm kassi,» ütles Hilton.
«Ahvid ja tuhkrud elavad minu rantšos, aga koerad, kassid ja jänkud jooksevad mu majas ringi. Mul on üks mees, Eric, kes on nagu loomaaiatalitaja ja tema tegeleb nendega kogu aeg. Ta armastab neid ja mina armastan neid ka. Aga kuna ma töötan, ei saa ma alati kodus olla.»
2005.aastal sattus Hilton Californias loomade heaolu eest seisvate ametnikega pahuksisse, kuna tõi Las Vegase reisilt endaga kaasa haruldase kinkazu. Lõpuks tuli loomasõbrast neiul kährikulaadsest lemmikloomast siiski loobuda, kuna selgus, et sellise looma lemmikloomana pidamine on illegaalne.
Samal aastal pidi Hilton tagastama ka kängurubeebi, kelle ta oli Austraalia-reisilt kaasa toonud.