Stwierdzono występowanie 120 gatunków ptaków, w tym 94 lęgowe, m.in.: bocian czarny, pluszcz, zimorodek, puszczyk, jastrząb gołębiarz, sowa uszata, dzięcioł czarny, dzięcioł zielony, dzięcioł zielonosiwy, dzikie gołębie (gołąb grzywacz i turkawka), mysikrólik. Na zimę przylatują: czeczotki, jemiołuszki i kwiczoły. Z płazów występują: traszka zwyczajna i grzebieniasta, kumak nizinny, ropucha szara, żaba trawna, rzekotka drzewna i inne. Gady reprezentowane są przez: zaskrońca zwyczajnego, jaszczurkę zwinkę, padalca zwyczajnego, żmiję zygzakowatą, gniewosza plamistego
Najpospolitszymi gatunkami ryb są żyjące w wodach Sąspówki oraz Prądnika pstrąg potokowy i pstrąg tęczowy. Z rzadkich ślimaków warto wymienić dużego pomrowa błękitnego i wielkiego. Najliczniejsze są owady (opisano ich tu ponad 5 tys. gatunków).
218 gatunków zwierząt jest prawnie chronionych.
Hydrologia Na terenie parku jest ponad 50 wywierzysk zwanych źródłami. Są tylko dwa stałe cieki wodne: Prądnik uchodzący do Wisły i jego dopływ – potok Sąspówka. Przy Prądniku zlokalizowane są liczne młyny pochodzące z XIX w. (Boronia, Katarzyńskich, Natkańca, Tarnówki) i z I. połowy XX w.