Na terenie Parku wyróżniono 343 gatunki kręgowców: 30 gatunków ryb, 12 gadów, 7 płazów, 250 ptaków i 44 ssakówJ. Tsaryk, I. Gorban, O. Holovachov, I. Shydlovskyy, L. Gorban, I. Dykyy, V. Lesnik, V. Matejchyk, J. Pudlyk, M. Senyk, ''Ecological factors influencing biodiversity preservation in the Shatsk National Natural Park'', w: ''Acta Agrophysica'', nr 67/2002, s. 285, ISSN 1234-4125.
Wśród rzadkich dla regionu oznaczono: strzeblę błotną, karasia pospolitego, ropuchę paskówkę, żółwia błotnego i gniewosza plamistego. Wśród ptaków około 200 to gatunki lęgowe. Do najrzadszych należą: żuraw, cietrzew, bocian czarny, srokosz, gadożer, derkacz, bielik. W końcu XX wieku stwierdzono po raz pierwszy na terenie parku, jak i całego Polesia Wołyńskiego, występowanie nocka dużego. Z najrzadszych ssaków żyją na tym terenie m.in.: gronostaj europejski, borsuk europejski, wydra oraz żbik europejski.
Większe jeziora wchodzące w skład Parku Jezioro Świtaź – powierzchnia ponad 2750 ha (ok.