Urozmaicony teren i różnorodność warunków środowiskowych sprawia, że również świat zwierząt jest ciekawy. W Pieninach naliczono ponad 7 tys. gat. zwierząt, w tym kręgowców ok. 300. Z większych ssaków występują: borsuk, dzik, jeleń, ryś, żbik, kuna leśna, sarna. Dzięki występowaniu jaskiń, w których mogą zimować, bogata jest fauna nietoperzy – aż 15 gatunków. Najliczniejszy wśród nich jest rzadki już w Europie podkasaniec mały. Z rzadkich gryzoni warto wymienić mysz małooką.

Bogata jest awifauna – w latach 1955–1959 doliczono się ok. 160 gatunków ptaków, w tym ok. 100 gniazdujących tutaj. Z gatunków naskalnych warto wymienić nagórnika, pomurnika, kopciuszka i gniazdującego również w skałach bociana czarnego, z rzadszych drapieżników puchacza. W Dunajcu żyje głowacica.