Data la notevole variabilità morfologica della zona, con zone di alta montagna alternate a zone umide, colline coltivate con zone montane ricche di boschi, è facile aspettarsi una buona diversità faunistica nell’area.

La molteplice varietà di ambienti terrestri sono il regno di numerose specie di piccoli mammiferi carnivori come la Puzzola (Mustela puteorius) ed il raro Gatto selvatico (Felis silvestris). Il Lupo (Canis lupus), presente nel territorio con 3/4 nuclei, rappresenta senza dubbio il predatore terrestre al vertice della piramide alimentare che vede tra le sue prede preferite il Cinghiale (Sus scrofa), molto abbondante nell’area. I prati montani e pedemontani offrono rifugio alla Lepre europea (Lepus capensis) che è preda della più comune Volpe (Vulpes vulpes). Negli ambienti agricoli si segnala la presenza di Faine (Martes foina), Martore (Martes martes) e Ricci (Erinaceus europaeus). Nei boschi collinari non è raro incontrare le tane di Tassi (Meles meles) ed Istrici (Hystrix cristata).

Gli ecosistemi acquatici presenti nel territorio sono ricchi di Crostacei e Anfibi. Tra gli Anfibi si segnale la presenza diffusa del Tritone italiano (Lissotriton italicus), del Tritone Crestato Italiano (Triturus carnifex) e dell’Ululone dal ventre giallo (Bombina pachypus); particolarmente importante è la presenza della Salamandrina dagli occhiali (Salamandrina tergiditata) specie endemica di quest’area rinvenuta in molti dei torrenti e delle sorgenti presenti nel Parco. Sempre tra gli anfibi risulta essere presenta la Salamandra Pezzata (Salamandra salamandra) , il Rospo Comune (Bufo bufo), oltre a diverse specie di Rane Rosse e Rane Verdi.  Tra i crostacei ricordiamo il Granchio (Potamon fluvialis fluvialis ) ed il Gambero (Austropotamobius pallipes). Questi Crostacei assieme alla ricca ittiofauna  presente nei corsi d’acqua e negli invasi dell’area costituiscono un'importante comunità acquatica e rappresentano un'indispensabile fonte alimentare per specie rare e significative come la Lontra (Lutra lutra), che proprio nel sistema dei corsi d’acqua dell’area di intervento ha il suo habitat ideale ed è presente con una delle colonie più numerose d’Italia. Recentemente sono state avvistate e filmate 3 lontre intende a nutrirsi in un laghetto limitrofo al fiume Agri.

Fiumi ed aree umide sono l'ambiente ideale anche per diverse specie di uccelli frequentatori delle acque interne; di particolare rilievo è la presenza della Cicogna nera (Ciconia nigra) che, ormai rarissima in Italia, nidifica ancora in questa area. Tra i maggiori frequentatori del lago e dei pantani ricordiamo: l'Airone bianco maggiore (Egretta alba), l'Airone rosso (Ardea purpurea) ed il comune Airone cenerino (Ardea cinerea) che frequenta anche i campi coltivati alla ricerca delle sue prede; specie come la Garzetta (Egretta garzetta), la Spatola (Platalea leucorodia) ed il Cavaliere d'Italia (Himantopus himantopus) sono facilmente avvistabili così come la Nitticora (Nycticorax nycticorax). Altra presenza degna di nota è quella del raro Capovaccaio (Neophron percnopterus) che è ancora nidificante nel territorio. Gli ambienti di montagna sono il dominio degli uccelli rapaci tra i quali si segnala da qualche anno il ritorno di individui erratici di Aquila reale (Aquila chrysaetos); più stabile e continua nel tempo la presenza del Falco pellegrino (Falco peregrinus) e del Corvo imperiale (Corvus corax). Nelle zone collinari sono particolarmente abbondanti il Nibbio reale (Milvus milvus) e la Poiana (Buteo buteo) che si possono facilmente veder volteggiare. Molto più raro e localizzato il Gufo Reale (Bubo bubo) presente solo nei boschi montani più impervi e indisturbati. Negli ambienti umidi è possibile avvistare il Nibbio bruno (Milvus migrans) ed il Falco di palude (Circus aeruginosus). 

Diverse sono le specie di picchio presenti nel Parco, tra di essere particolarmente importante è la presenza del Picchio Rosso Mezzano (Dendrocopos medius) che risulta essere estremamente raro in Italia mentre in Basilicata e nel Parco è abbastanza diffuso segno di un ambiente e di boschi ancora ben conservati.

Tra i Rettili sono presenti la Testuggine d'acqua (Emys orbicularis) e la più rara Testuggine di Hermann di terra (Testudo hermanni). Tra i serpenti è frequente incontrare il Cervone (Elaphe quatuorlineata) ed il Saettone occhirossi(Zamenis lineatus) e non è raro incappare nella Vipera (Vipera aspis) frequentatrice degli ambienti più caldi ed aridi. Molto numerose soprattutto negli ambienti acquatici sono la Natrice dal collare (Natrix natrix) e la Natrice tasselata (Natrix tessellata). Molto interessanti sono le colonie di Luscengola (Chalcides chalcides) nei prati di alta quota ove è possibile scorgere anche l'Orbettino (Anguis fragilis), sauro con arti ridotti o assenti. 

Tra gli insetti va sicuramente menzionata la presenza di Rosalia alpina un cerambicide dalla colorazione vivace molto raro e vulnerabile che vive negli alberi morenti e marcescenti delle faggete del Parco, sembra alla famiglia dei cerambicidi appartengono i grandi insetti come il Cerambice della Quercia  (Cerambyx cerdo) ed il cervo volante (Lucanus cervus), il più grande tra i coleotteri europei.