Нa территории национального парка зарегистрированы практически все виды позвоночных животных, встречающиеся па Южном Урале. В частности, хищные млекопитающие представлены бурым медведем (Ursus arctos), волком (Canis lupus), лисицей (Vulpes vulpes), рысью (Felis lynx), барсуком (Meles meles), лесной куницей (Martes martes), горностаем (Mustela erminea), лаской (М. nivalis), колонком (М. sibiricus), лесным хорем (М. putorius), европейской норкой (М. lutreola), выдрой (Lutra lutra), зайцеобразные - зайцами беляком (Lepus timidus) и русаком (L. europaeus), крупные и средней величины грызуны - летягой (Pteromys volans), белкой (Sciurus vulgaris), бурндуком (Tamias sibiricus), ондатрой (Ondatra zibethi ca), водяной полевкой (Arvicola terrestris), большим сусликом (Citellus major), степным сурком (Marmota bobak), садовой соней (Eliomys quercinus), обыкновенным хомяком (Cricetus cricetus), большим тушканчиком (Allactaga jaculus), копытные - лосем (Alces alces) и косулей (Capreolus capreolus).

Отмечены некоторые виды птиц, включенные в Красную книгу Российской Федерации: стрепет (Otis tetrax), скопа (Pandion haliaetus), орлан-белохвост (Haliaeetus albicilla), беркут (Aquila chrysaetos), степной орел (А. тарах), сапсан (Falco peregrinus).

В реках и водохранилище парка обитают щука (Esox lucius), обыкновенный таймень (Hucho taimen), европейский хариус (Thymallus thymallus), судак (Stizostedion lucioperca), окунь (Perca fluviatilis), жерех (Aspius aspius), лещ (Abramis brama), густера (Blicca bjoerkna), голавль (Leuciscus cephalus), язь (L. idus), обыкновенная плотва (Rutilus rutilus), обыкновенный пескарь (Gobio gobio), уклейка (Alburnus alburnus), обыкновенный ерш (Gymnocephalus ceriums), налим (Lota lota).

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