Fauna Parku Krajobrazowego Orlich Gniazd jest bogata i zróżnicowana. Na jego terenie występują liczne rzadkie i cenne gatunki, objęte ochroną prawną. Ze względu na obecność rzeki Przemszy, jej dopływów oraz kilku zbiorników z wodą stojącą, sprzyjające warunki do życia i rozrodu znajdują tu ryby i płazy. Między innymi występują tu żaby zielone, żaba trawna, ropucha szara, zielona i paskówka, rzekotka drzewna, kumak nizinny, salamandra plamista oraz traszki: zwyczajna, grzebieniasta i górska. Z gadów spotkać można jaszczurki – zwinkę, żyworodną i padalca zwyczajnego, zaskrońca zwyczajnego, żmiję zygzakowatą, a co ciekawe także gniewosza plamistego.
Wartymi uwagi przedstawicielami ssaków są nietoperze, będące symbolem całej Jury i podlegające prawnej ochronie. Tą grupę zwierząt reprezentują między innymi: nocek wąsatek, nocek orzęsiony, nocek duży, gacek brunatny. Występują tu również: gronostaj europejski, wydra europejska, borsuk europejski, popielica szara i orzesznica leszczynowa. W dolinach rzeki spotkać można bobra europejskiego.
Świat ptaków reprezentują liczne gatunki, zarówno pospolite, jak i nieco rzadsze w skali kraju. Jako przykład można tu wymienić: muchołówkę małą, orzechówkę, srokosza, dzięcioła zielonosiwego, białogrzbietego i białoszyjego, białorzytkę, sieweczkę rzeczną, przepiórkę, dudka czy ortolana. Na Pustyni Błędowskiej, jeszcze w latach 80-tych obserwować można było wielką osobliwość fauny polskiej, niezwykle rzadkiego ptaka – kulona.
Z bezkręgowców sporo jest na terenie Parku chrząszczy, motyli (paź królowej, paź żeglarz, kilka gatunków modraszków), a w pobliżu wód i terenów podmokłych równo- i różnoskrzydłych ważek (np. łątka dzieweczka, nimfa stawowa, świtezianka dziewica i błyszcząca, czy ważka płaskobrzucha).