Ryby - W rejonie Pienin żyje w rzece 17 gatunków ryb. Obecnie najliczniej reprezentowane są świnka, brzana, kleń, lipień. Gatunki ryb łososiowatych, tj. pstrąg potokowy, głowacica, czy przedstawiciele głowaczowatych: głowacz pręgo- i białopłetwy, niestety należą w Dunajcu już do rzadkości. Łosoś nie występuje. Wzrasta natomiast liczba gatunków charakterystycznych dla rzek nizinnych: leszcz, ukleja, płoć, lin. Zmiana składu ichtiofauny spowodowana jest istnieniem jeziora czorsztyńskiego. Powstanie zapory wpłynęło na uśrednienie przepływu rzeki, wzrost temperatury wody. Te czynniki decydują o zmniejszeniu zdolności rzeki do samooczyszczania. Uśrednienie przepływu oraz utrzymujący się, mimo budowy sieci oczyszczalni ścieków, wysoki poziom biogenów dostarczanych do rzeki skutecznie eliminuje z niej gatunki górskie.
Gady i płazy - na terenie Pienin stwierdzono występowanie 10 gatunków płazów: traszka górska, karpacka, zwyczajna i grzebieniasta, salamandra plamista, kumak górski, ropucha szara i zielona, żaby trawna i wodna. Gady reprezentowane są przez jaszczurki: zwinkę i żyworodną, padalca, zaskrońca zwyczajnego, gniewosza plamistego i żmiję zygzakowatą. Istnienie ZZW Czorsztyn-Niedzica i Sromowce Wyżne u granic PPN doprowadziło do drastycznego zmniejszenia się populacji, szczególnie płazów. Napełnienie zbiorników spowodowało zniszczenie wielu miejsc rozrodu tych zwierząt. Dla ograniczenia dalszego spadku liczebnośc płazów Park podejmuje szereg działan ochronnych istniejących siedlisk oraz szlaków migracji, 
szczególnie w pobliżu dróg.
Ptaki - duże zróżnicowanie siedlisk, zalesienie i istnienie zbiorników wodnych powoduje, że liczba ptaków w Pieninach sięga 188 gatunków, z których 134 zakładają lęgi. Jednym z najciekawszych gatunków jest bardzo rzadki pomurnik, zamieszkujący wapienne ściany skalne. Na niedostępnych półkach skalnych gnieżdżą się również pustułki, kruki i sporadycznie nagórniki. Ten ostatni osiąga w Pieninach północną granicę zasięgu. Po prowadzonej przez dziesięć lat akcji reintrodukcji w Pieninach założyła gniazdo para sokołów wędrownych. Najliczniej występują w Pieninach ptaki leśne. Najciekawsze z nich to: bocian czarny, muchołówka szara, jarząbek oraz dzięcioły: czarny i trójpalczasty, orzechówka, drozd obrożny czy sikora czarnogłowa. Sowy reprezentowane są przez puchacza, sowę uszatą, sowę włochatą, puszczyka, pójdżkę oraz bardzo rzadką, najmniejszą z naszych sów - sóweczkę. Wśród dużych drapieżników najliczniejsze są myszołowy.
Tereny otwarte: łąki, polany śródleśne, pola uprawne zamieszkują typowe dla tych obszarów: kuropatwy, przepiórki, cierniówki, kląskawki, skowronki. Na wilgotnych terenach w pobliżu Dunajca spotkać można derkacze, których charakterystyczne twarde, dwusylabowe "krret-krret" latem daje się słyszeć po zachodzie słońca. Ze środowiskiem wodnym związane są między innymi: sieweczka rzeczna, zimorodek, brzegówka, pluszcz, pliszka górska oraz liczne gatunki kaczek. Coraz częściej spotkać można mewę śmieszkę i rybitwę zwyczajną. Kilkanaście gatunków ptaków występujących na obszarze Pienin uznanych zostało za skrajnie zagrożone. Należy pamiętać, że wszystkie występujące w Polsce gatunki ptaków objęte są całkowitą ochroną. Wyjątek stanowią jedynie ptaki łowne oraz sroka, wrona siwa, gawron i czapla siwa, które objęte są ochroną okresową w czasie lęgów.
Ssaki - W Pieninach stwierdzono występowanie 61 gatunków ssaków, co stanowi ponad 69% fauny krajowej.
Rząd owadożernych reprezentują: jeż wschodni, kret, ryjówka górska, ryjówka aksamitna, ryjówka malutka, rzęsorek mniejszy, rzęsorek rzeczek, zębiełek białawy, zębiełek karliczek.
Rząd nietoperze: podkowiec mały, nocek Brandta, nocek łydkowłosy, nocek rudy, nocek duży, nocek wąsatek, nocek Netterera, mroczek posrebrzany, mroczek pozłocisty, mroczek późny, karlik większy, karlik malutki, borowiaczek, borowiec wielki, gacek brunatny, gacek szary, mopek.
Rząd zajęczaki: zając szarak. Najliczniej reprezentowane są gryzonie: wiewiórka, piżmak, nornica ruda, karczownik ziemnowodny, darniówka zwyczajna, polnik bury, polnik zwyczajny, mysz domowa, szczur wędrowny, badylarka, mysz polna, mysz zielna, mysz zaroślowa, mysz leśna, smużka, żołędnica, popielica, orzesznica.
Rząd drapieżne: niedźwiedź, wilk – zachodzące w Pieniny sporadycznie, lis, borsuk, wydra, kuna leśna, kuna domowa, tchórz zwyczajny, gronostaj, łasica łaska, ryś, żbik.
Rząd parzystokopytne: dzik, sarna, jeleń szlachetny.
Duże ssaki są w Pieninach nieliczne ze względu na niewielki obszar pasma i otaczające tereny zabudowane utrudniające migrację.