En el parque viven un considerable número de especies vertebradas, entre anfibios, reptiles, aves, y mamíferos. Destacan las aves por su elevada densidad y gran número, siendo las rapaces, como el águila real, halcón peregrino o búho real, el grupo de aves más sobresaliente.
El Parque Regional incluye un área declarada Zona Especial de Protección para las Aves (ZEPA) para la chova piquirroja, córvido que instala sus colonias en fisuras y oquedades de las rocas. En los espacios forestados de las laderas de umbría podemos observar aves rapaces forestales como el azor, gavilán, ratonero común y el alcotán, en vuelo para capturar algunas de sus presas, sobre todo pequeños mamíferos, pajarillos, reptiles... Muy nutrido es el grupo de pequeños pajarillos que pueblan los bosques de esta sierra. Podemos destacar el pinzón vulgar, el reyezuelo listado, el carbonero y el herrerillo, entre otros. Los matorrales y cultivos abandonados son el reducto de especies como el alcaudón real, la perdiz roja y las currucas, de las que aparecen representadas varias especies.
Entre los pequeños mamíferos encontramos el ratón moruno, la musaraña y el lirón careto. Entre los carnívoros, el tejón, la garduña, el gato montés o la gineta son algunas de las especies indicadoras de la gran riqueza faunística de esta zona.
