Видовой состав позвоночных животных Рязанской Мещеры схож с таковым Владимирской Мещеры. Наибольший интерес представляют виды, занесенные в Красную книгу Российской Федерации: в парке встречаются русская выхухоль (Desmana moschata), черный аист (Ciconia nigra), скопа (Pandion haliaetus) и змееяд (Circaetus gallicus), а в периоды миграций отмечены гусь-пискулька (Anser erythropus), орлан-белохвост (Haliaeetus albicilla) и беркут (Aquila chrysaetos). В составе орнитофауны довольно много редких, малочисленных и/или уязвимых видов: чернозобая гагара (Gavia arctica), серощекая (Podiceps griseigena), красношейная (P. auritus) и малая (P. ruficollis) поганки, серая цапля (Ardea cinerea), выпь (Botaurus stellaris), серая утка (Anas strepera), гоголь (Bucephala clangula), осоед (Pernis apivorus), большой подорлик (Aquila clanga), полевой (Circus cyaneus) и луговой (С. pygargus) луни, кобчик (Falco vespertinus), дербник (F. columbarius), глухарь (Tetrao urogallus), белая куропатка (Lagopus lagopus), перепел (Coturnix coturnix), мохноногий сыч (Aegolius funereus), серый сорокопут (Lanius excubitor) и др.

На территории парка обитает бабочка мнемозина (Parnassius mnemosyne), занесенная в Красную книгу Российской Федерации.

Около 50 видов животных, встречающихся в парке, охраняются решениями областных органов власти.

© Справочник "Национальные парки России". Москва: Изд-во Центра охраны дикой природы, 1996 г.