На территории парка отмечены более 254 видов наземных позвоночных животных: 45 видов млекопитающих, более 200 - птиц, 5 - пресмыкающихся, 4 вида земноводных. Преобладающие виды млекопитающих: заяц-русак (Lepus europaeus), белка (Sciurus vulgaris), медведь (Ursus arctos), лисица (Vulpes vulpes), соболь (Martes zibellina), благородный олень (Сегvus elaphus), косуля (Capreolus capreolus), кабарга (Moschus moschiferus), лось (Alces alces), кабан (Sus scrota). Встречаются также волк (Canis lupus), рысь (Felis lynx), росомаха (Gulo gulo), колонок (Mustela sibiricus), горностай (М. erminea), степной хорь (М. eversinanni), американская норка (М. vison), выдра (Lutra lutra).

Довольно богата орнитофауна национального парка. В частности, на озерах обитают чомга (Podiceps cristatus), красношейная поганка (P. auritus), серая цапля (Ardea cinerea), кряква (Anas platyrhynchos), широконоска (A. clypeata), чирок-свистунок (А. сrесса), красноголовый нырок (Aythya ferina), лысуха (Fulica atra), речная крачка (Sterna hirundo). На заболоченных участках встречаются серый журавль (Grus grus), травник (Tringa totanus), фифи (Т. glareola), бекас (Gallinago gallinago). Из хищных птиц отмечены обыкновенный канюк (Buteo buteo), черный коршун (Milvus migrans), полевой (Circus cyaneus) и болотный луни (С. aeruginosus), чеглок (Falco subbuteo), обыкновенная пустельга (F. tinnunculus), кобчик (F. vespertinus). Несколько более редки тетерев (Lyrurus tetrix), рябчик (Tetrastes bonasia) и глухарь (Tetrao urogallus). 35 видов животных, встречающихся на территории Шушенского района, занесены в Красную книгу Красноярского края. Многие из них, в частности азиатский подвид бобра (Castor fiber pohlei), черный аист (Ciconia nigra), горный гусь (Anser indicus), скопа (Pandion haliaetus), могильник (Aquila heliaca), беркут (A. chrysaetos), орлан-белохвост (Haliaeetus albicilla), балобан (Falco cherrug), сапсан (Falco peregrinus), черный журавль (Grus monacha), дрофа (Otis tarda), аполлогт (Parnassius apollo), занесены также в Красную книгу Российской Федерации.