L'eterogeneo paesaggio del parco costituisce l'ambiente ideale per diverse specie animali. In primavera, i prati, i boschi e le aree coltivate sono animati da una moltitudine di insetti, tra cui due specie di lepidotteri, la bianconera italiana e la mnemosine, farfalle comuni sui versanti di monte Altino e monte Revole. Tra i coleotteri è presente la bella rosalia alpina .
Il settore meridionale del parco è crocevia delle importanti rotte migratrici primaverili e rappresenta un punto di sosta per molti uccelli migratori, come il rigogolo, il cuculo e le rondini. Tra gli uccelli notturni ci sono l'usignolo e il succiacapre, ma anche rapaci come la civetta, il gufo e il barbagianni , l'assiolo e l'allocco . Diversi sono i rapaci diurni come il falco pellegrino e la poiana che nidificano preferibilmente sui versanti scoscesi di monte Sant'Angelo e monte Fammera. Una recentissima ricerca ha censito la presenza come nidificanti di sette specie di rapaci diurni e cinque di rapaci notturni.
Oltre all'avifauna il territorio del parco è abitato da piccoli rettili come la lucertola comune e il ramarro e da serpenti innocui e alleati dell'uomo nel controllo naturale dei roditori di cui i più comuni sono il biacco e il cervone. Più difficile da avvistare è la vipera che utilizza il suo veleno solo per cacciare le prede o per difendersi dall'attacco di qualche predatore.
Frequente è l'incontro con i mammiferi che di notte osano avvicinarsi ai centri abitati come la faina , la volpe e il misterioso gatto selvatico, che all'alba tornano nel folto degli intricati boschi come quello della foresta demaniale di Sant'Arcangelo. Nei boschi di monte Ruazzo e monte Faggeto si annidano piccoli roditori come il moscardino e il ghiro. Non sono rari i tassi, i cinghiali e le lepri, mentre negli ultimi anni si è constatato il ritorno di alcuni esemplari di lupo, affascinante animale da tempo scomparso dai monti Aurunci.
Le notti sugli Aurunci sono il luogo ideale per avvistare le 21 specie di chirotteri, di cui alcune molto rare. Infine, per scoprire i piccoli anfibi che popolano il territorio del parco basta avvicinarsi alle sorgenti di Acquaviva, Fontana di Canale, ma anche ai pozzi di Sant'Onofrio o di Vallevona dove sono stati ricreati gli habitat ideali per la riproduzione di tritoni, salamandrine dagli occhiali e rospi. In tutto, gli anfibi censiti appartengono a nove specie.