Der Artenreichtum der Pieninen geht auf vielerlei Faktoren zurück. Dabei spielt der Kalkboden, die Vielfalt an Lebensräumen und Pflanzen sowie die Nutzung von Wiesen und Waldflächen eine große Rolle. Die neuste Zählung in den Pieninen listet 7317 Tierarten. Es gibt Schätzungen, nach derer etwa 13.000 Arten in dem Gebiet leben. Dies entspricht 50 Prozent aller in Polen bekannten Tierarten. Bis zu diesem Zeitpunkt ist das Vorkommen von 7021 Wirbellosen Arten bekannt, darunter 6021 Insekten.
Wenigborster
Im Bereich der Pieninen gibt es 90 Arten gewöhnlicher Wenigborster (27 % der in Polen bekannten Arten). Etwa 30 Arten davon leben im Wasser.
Unter den Enchyträen (dazu gehören Wenigborster wie Regenwürmer) sind seltene Arten wie Trichodrilus cernosvitovi und  T. Moravicus . Ersterer ist in Polen nur in den Pieninen bekannt, wohingegen Letzterer auch in den östlichen Sudeten anzutreffen ist. In den Karpaten sind aus den Pieninen nur die Arten hyacodrilus falciformis, Peloscolex benedeni und Branchiobdella parasita bekannt.
Unter den Wenigborstern an Land befindet sich eine Gruppe von Arten, die sonst nur aus Nordeuropa (darunter aus Spitzbergen, Island und Grönland) sowie aus einigen Regionen Kanadas bekannt sind: Mesenchytraeus armatur, M. glandulosus, Helena nasuta, H. similis, H. perpusilla, Fridericia leydigi, F. ratzeli, Cernosvitoviella atrata, Achaeta eiseni und Buchholzia appendiculata.
Des Weiteren sind 15 Regenwurmarten in den Pieninen bekannt. Darunter fallen Arten, die in vielen Teilen der Welt verbreitet sind. Man nennt sie kosmopolitische Arten. Meistens sind sie in der Hochebene oder in unteren Höhenregionen anzutreffen.
Egel
In den Gewässern des Pieninen Nationlparks sind eine hohe Zahl von Egelarten anzutreffen. Sie lassen sich nur schwer voneinander unterschieden. Bisher konnten acht Arten (von 27 in Polen bekannen Arten) differenziert werden: Piscicola geometra, P. respirans, Glossiphonia complanata, Haemopis sanguisuga, Erpobdella octoculata i E. vilnensis, Hemiclepsis marginata und Helobdella stagnalis.
Bärtierchen
27 von 99 in Polen bekannten Arten sind in den Pieninen vorzufinden. Dabei handelt es sich um Arten, welche sich oft in Moosen aufhalten. Ein noch größeres Artenreichtum können in Polen nur die Hohen Tatra aufweisen. Dies liegt an der enormen Höhe, des Bodens und der Vierlfalt an Lebensträumen. In den Pieninen dominieren alkalophile Bärtierchen - sie bevorzugen eine Umgebung mit einem hohen pH-Wert. Die führende Art ist  Echiniscus granulatus.
Krebse
Es existieren nur sehr wenige Daten über Krebstiere in den Pieninen. Unter den im Wasser lebenden Arten befinden sich neun Ruderfußkrebse. Einige vorkommende Arten sind: Basanistes huchonis, Basanistes huchonis, Niphargus tatrensis, Gammarus balcanicus und G. Fossarum.   
Auch konnte die Existenz von 27 Muschelkrebsarten festgestellt werden. 18 davon befinden sich in unterirdischen Quellen. Darunter befindet sich eine Besonderheit: Romeis rivulorum. Dieser Muschelkreb ist bisher nur der Gegend um Brüssel bekannt. Die Flusskrebse sind hier nur durch den Europäischen Flusskrebs Astacus astacus vertreten. Insgesamt sind in den Pieninen 15 Arten an terrestrischen Krebsen zu finden. In Anbetracht der geringen Größe der Pieninen macht es sie zu dem artenreichsten Gebiet Polens.