Фауната е представена от 109 вида висши животни. От тях 28 вида са бозайници. Срещат се  някои обикновени за страната видове – елен, сърна, диво прасе, таралеж, язовец, белка, лисица, гризачи и др. Представителите на защитената гръбначна фауна, които са вписани в Националната червена книга са 11, а 3 вида са вписани в Световната червена книга.
Сред защитените животни са: смок мишкар, голям ястреб, бухал, осояд, черен кълвач, пъстър пор, добружански хомяк и др.От направените досега проучвания на пещерната фауна са установени 10 вида прилепи от сем. Подковоноси  и на сем. Гладконоси при общо 29 вида за България.
Най-разпространени в парка са птиците – 61 вида. Срещат се кос, червеногръдка, голям синигер, сойка, черешарка и др. Паркът се обитава и от някои редки птици – полубеловрата мухоловка, жалобен синигер, черен кълвач. От всички птици 45 вида са с различна степен на гнездене. Останалите са преминаващи или зимуващи. Представителите на влечугите в парка са 14 вида, а на земноводните –  6 вида. От влечугите се срещат кримски гущер, горски гущер и зелен гущер. Сухите и каменисти места на платото са обитавани от отровната пепелянка, а хралупите на старите дървета  предоставят добри възможности за размножаване на смока-мишкар.
Най-често срещаните представители от клас земноводни са жаба дървесница, горска дългокрака жаба, голяма водна жаба и дъждовник.