La fauna del Parco Nazionale del Cilento e del Vallo di Diano è assai diversificata in virtù dell'ampia varietà di ambienti presenti sul territorio. Aree costiere e montane, fiumi impetuosi e ruscelli, rupi e foreste, determinano altrettante comunità faunistiche dove spesso emerge la presenza di specie di alto valore naturalistico. Sulle vette, sulle praterie di altitudine e sulle rupi montane sono frequenti l'Aquila reale (Aquila chrysaetos) e le sue prede d'elezione: la Coturnice (Alectoris graeca) e la Lepre appenninica (Lepus corsicanus). La presenza di queste due ultime specie è biologicamente importante in quanto rappresentano popolazioni autoctone appenniniche, oramai estinte in buona parte del territorio. L'aquila divide questo ambiente con altri rapaci come il Falco pellegrino (Falco peregrinus), il Lanario (Falco biarmicus), il Corvo imperiale (Corvus corax) ed il Gracchio corallino (Pyrrhocorax pyrrhocorax). Tra i pascoli è facile osservare l'Arvicola del Savi (Microtus savii), un piccolo roditore erbivoro predato dalla Volpe (Vulpes vulpes), dalla Martora (Martes martes) o anche dal Lupo (Canis lupus) specie quest'ultima la cui popolazione sembra essere in leggera crescita. Tra gli stessi prati, regno di numerose specie di farfalle, vivono la Lucertola muraiola (Podarcis muralis) e la Luscengola (Chalcides chalcides) peculiare per la sua somiglianza ad un piccolo serpente ma dal quale differisce per la presenza di piccoli arti.
Tra la ricca avifauna delle foreste di faggio le specie più tipiche sono il Picchio nero (Drycopus martius), il Picchio muratore (Sitta europaea) e il Ciuffolotto (Pyrrhula pyrrhula), mentre di grande interesse è la presenza dell'Astore (Accipiter gentilis) uccello rapace la cui distribuzione è in declino.

Sugli alti alberi vivono anche mammiferi come il Ghiro (Myoxus glis) o Quercino (Eliomys quercinus), mentre altri piccoli roditori frequentano tane scavate tra le radici, come nel caso dell'Arvicola rossastra (Clethrionomys glareolus), o tra le piccole radure che si aprono nella foresta, come il Topo selvatico (Apodemus sylvaticus) e il Topo dal collo giallo (Apodemus flavicolis). Questi piccoli roditori sono tra le prede preferite del Gatto selvatico (Felis silvestris), la cui presenza rappresenta un'altra emergenza naturalistica di grande interesse. Sulla corteccia degli alberi vive inoltre un raro insetto: il coleottero Rosalia alpina, specie di importanza europea.
Molto ricca è anche la fauna dei corsi d'acqua dove senza dubbio domina la popolazione di lontre (Lutra lutra) forse più ricca d'Italia. Nelle aree più prossime alle sorgenti, dove l'acqua è più fredda, più costante ed i folti boschi ripariali forniscono abbondante ombra, vivono la rara Salamandra dagli occhiali (Salamandrina terdigitata), endemismo italiano di grande interesse naturalistico, e la più comune Salamandra (Salamandra salamandra).
Nei siti con acque più limpide e ricche di ossigeno abbondano la Trota(Salmo macrostigma) ed il Merlo acquaiolo (Cinclus cinclus), lungo le sponde sono frequenti piccoli trampolieri limicoli come il Corriere piccolo (Charadrius dubius) mentre nelle piccole pozze la Rana italica, la Rana dalmatina, l'Ululone dal ventre giallo (Bombina pachypu) e il Rospo (Bufo bufo); tra le gole rocciose il raro Biancone (Circaetus gallicus) rapace di grandi dimensioni che si nutre prevalentemente dei rettili che frequentano il Parco. Tra questi ultimi la Lucertola campestre (Podarcis sicula), il Ramarro (Lacerta viridis), il Cervone (Elaphe quatuorlineata) il Biacco (Coluber viridiflavus), la Vipera (Vipera aspis) e la Natrice (Natrix natrix).