Wśród płazów jest to traszka karpacka, wśród ptaków cietrzew, dzięcioł białogrzbiety, dzięcioł trójpalczasty, głuszec, orlik krzykliwy, orzeł przedni, puchacz, puszczyk uralski, sóweczka, włochatka, wśród ssaków koszatka leśna, mroczak posrebrzany, mroczek pozłocisty, niedźwiedź brunatny, podkowiec mały, popielica, rzęsorek mniejszy, ryś euroazjatycki, wilk szary, żbik.
W Gorcach spotkać można większe ssaki, takie jak dziki, jelenie, sarny, a także mniejsze: wydry, borsuki oraz gronostaje. Występuje 9 gatunków nietoperzy, 130 gatunków ptaków (w tym 100 gniazdujących na terenie parku), 7 gatunków płazów. W potokach występują 2 gatunki ryb: pstrąg potokowy i głowacz pręgopłetwy. Stwierdzono występowanie ponad 1000 gatunków bezkręgowców, w tym 23 endemity karpackie lub karpacko-sudeckie. Liczne są gatunki bezkręgowców górskich i borealnych (ok. 100 gatunków). Sporo gatunków chrząszczy, a na polanach liczne motyle (m.in. rusałka admirał, rusałka pokrzywnik, perłowiec większy).
Gorce są terenem na którym najliczniej w Polsce występuje salamandra plamista, która znajduje się w logo Gorczańskiego Parku Narodowego.