В районе национального парка зарегистрированы 217 видов позвоночных животных: 36 видов млекопитающих, 160 — птиц, 3 — земноводных и пресмыкающихся, 17 — рыб и 1 вид круглоротых. Анализ фауны наземных позвоночных животных Паанаярви позволяет выделить данную территорию в особый зоогеографический район карельской северной тайги, который может быть назван Карельской Лапландией. Регион Паанаярви является южным форпостом комплекса видов, характерных для горно-таежных приполярных областей Фенноскандии.

В списке видов млекопитающих парка - обыкновенная (Sorex araneus), крошечная (S. minutissimus), малая (S. minutus), средняя (S. caecutiens) и равнозубая (S. isoclon) бурозубки, кутора (Neoinys fodiens), северный кожанок (Eptesicus nilssoni), заяц-беляк (Lepus timidus), летяга (Pteromys volans), белка (Sciurus vulgaris), лесной (Myopus schisticolor) и норвежский (Lemmus lemmus) лемминги, красная (Clet-hrionomys rutiliis), красно-серая (С. rufocanus), рыжая (С. glareolus) и темная (Microtus agrestis) полевки, полевка-экономка (М. oeconomus), водяная полевка (Arvicola terrestris), ондатра (Ondatra zibethica), домовая мышь (Mus inusciilus), серая крыса (Rattus norvegicus), волк (Canis lupus), енотовидная собака (Nyctereutes procyonoides), песец (Alopex lagopus), лесная куница (Martes martes), американская норка (Mustela vison), выдра (Lutra lutra), росомаха (Gulo gulo), рысь (Felis lynx), лось (Alces alces), северный олень (Rangifer tarandus). Редкие для этих мест песец и енотовидная собака, а также крайне малочисленная рысь, по-видимому, не относятся к постоянным обитателям парка. Интересно, что росомаха — в целом редкий хищник карельской фауны - не только обычна, но даже многочисленна в бассейне р. Оланги. Развитая гидрологическая сеть обусловила широкое освоение территории парка американской норкой и выдрой. Для выдры, занесенной в Красную книгу Карелии, национальный парк служит одним из резерватов по поддержанию жизнеспособной популяции. Большинство остальных видов довольно обычны и широко распространены на территории парка, по численности среди них доминируют рыжая полевка и обыкновенная бурозубка. Украшением национального парка являются крупные хищники — бурый медведь и волк, а также северный олень. Величина стад северного оленя составляет обычно до 70 голов, однако в некоторых местах парка отмечались стада по 100 и более голов.

По результатам исследований 1988-1993 гг. в регионе Паанаярви зарегистрированы 119 видов птиц (согласно литературным источникам их 160), из них 109 гнездятся. Основу орнитофауны составляют типично таежные виды. Своеобразие фауны птиц “Карельской Лапландии” прежде всего, определяется гнездованием 5 видов: гуся-пискульки (Anser erythropus), оляпки (Cinclus cinclus), белозобого дрозда (Turdus torquatus), варакушки (Luscinia svecica) и щура (Pinicola enucleator). Здесь чаще и в большем количестве, чем в других частях Карелии, встречаются такие арктические и северотаежные виды, как турпан (Melanitta fusca), луток (Mergus albellus), зимняк (Buteo lagopus), щеголь (Tringa erythropus), ястребиная сова (Surnia ulula), трехпалый дятел (Picoides tridactylus), кукша (Perisoreus infaustus), сероголовая гаичка (Parus cinctus), овсянка-крошка (Emberiza pusilla), чечетка (Acanthis flammea). Среди птиц, имеющих экологические оптимумы в более южных широтах — чибис (Vanellus vanellus), вальдшнеп (Scolopax rusticola), озерная чайка (Larus ridibundus), вяхирь (Columba palumbus), вертишейка (Jynx torquilla), большая синица (Parus major), хохлатая синица (Parus cristatus), пеночка-трещотка (Phylloscopus sibilatrix), серая славка (Sylvia communis), камышевка-барсучок (Acrocephalus schoenobaenus), черный дрозд (Turdus merula), скворец (Sturnus vulgaris), чечевица (Carpodacus erythrinus). 5 видов птиц, встречающихся на территории парка, занесены в Красную книгу Российской Федерации: гусь-пискулька, скопа (Pandion haliaetus), беркут (Aquila chrysaetos), орлан-белохвост (Наliaeetus albicilla), сапсан (Falco peregrinus). Еще как минимум 26 видов парка являются редкими и/или уязвимыми на территории Карелии и сопредельных областей: лебедь-кликун (Cygnus cygnus), дербник (Falco columbarius), пустельга (F. tinnunculus), серый журавль (Grus grus), филин (Bubo bubo), бородатая неясыть (Strix nebulosa), белая сова (Nyctea scandiaca) (Красная книга Карелии), чеглок (Falco subbuteo), xpycтан (Eudromias morinellus), длиннохвостая неясыть (Strix uralensis), вяхирь, белозобый дрозд, оляпка (Красная книга Мурманской области), краснозобая (Gavia stellata) и чернозобая (G. агctica) гагары, синьга (Melanitta nigra), турпан, морская чернеть (Aythya niarila), луток, белохвостый песочник (Calidris temminckii), галстучник (Charadrius hiaticula), малый веретенник (Limosa lapponica), клуша (Larus fuscus), малая мухоловка (Ficedula parva), рогатый жаворонок (Eremophila alpestris), малый пестрый дятел (Dendrocopos minor). Гордость национального парка — устойчивые “популяции” крупных видов птиц: серого журавля, лебедя-кликуна, гуменника (Anser fabalis), чернозобой гагары, орлана-белохвоста, скопы, глухаря (Tetrao urogallus) и др.

Основу рыбных запасов составляют такие ценные виды, как кумжа и ручьевая форель (Salmo trutta), палия (Salvelinus lepechini), сиг (Coregonus lavaretus), ряпушка (С. albula), a также европейский хариус (Thymallus thymallus) и корюшка (Osmerus eperlanus). Олангское стадо кумжи считается последней в Карелии и Финляндии генетически чистой популяцией этого вида с ненарушенной половозрастной структурой.

Особый интерес представляет обилие в оз.Паанаярви некоторых ракообразных, являющихся реликтами ледникового периода. По биомассе эти довольно крупные рачки составляют до 30% бентоса и имеют очень большое экологическое значение.

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