Un total de 213 especies de vertebrados están catalogadas en el parque, de las que 9 corresponden al grupo de los peces, 13 al de anfibios, 19 al de reptiles, 126 al de aves y 46 al de los mamíferos. En cuanto a las aves es habitual ver volar a los buitres, tanto leonados como negros.

También son frecuentes el águila real, halcón peregrino, alimoche y búho real. Especial mención merece la esquiva cigüeña negra, -especie en peligro de extinción- y la presencia histórica del lince ibérico.

Entre los endemismos se encuentra la lagartija de la Peña de  Francia. Gran parte del parque acoge la Reserva Regional de Caza, con un censo de más de 1.300 ejemplares de  cabra montés, que son objeto de aprovechamiento cinegético regulado.