Фауна национального парка также богата видовым разнообразием и включает 68 видов млекопитающих, 280 видов птиц, 3 вида земноводных, 6 видов пресмыкающихся, 17 видов костных рыб и более 10 тыс. беспозвоночных, к которым относятся жуки, бабочки, стрекозы, паукообразные и др. В лесу можно встретить бурого медведя, косулю, марала, соболя, белку, глухаря и рябчика. В небольших куртинах кустарников, в густых зарослях трав гнездятся птицы. В поясе еловых лесов и редин гнездится типичнаяобитательница таежной зоны – кедровка. Из водоплавающих на побережьях водоемов можно встретить уток-крякву, чирка, крохаля и многих других птиц.
Среди позвоночных национального парка небольшую группу составляют амфибии и рептилии. Из амфибий обычнаязеленая жаба и остромордая лягушка. Фауна рептилий представлена: прыткой и живородящей ящерицей, узорчатым полозом, обыкновенной гадюкой. Самая многочисленная группа млекопитающих – грызуны.
Здесь обитают виды, которые внесены в списки красной книги Республики Казахстан это: - 4 вида млекопитающих: снежный барс, архар-аргали, каменная куница и ночница Иконникова; 20 видов птиц: горбоносый турпан, сапсан, сокол-балобан, скопа, беркут, могильник, филин, серый журавль, журавль-красавка, алтайский улар; из рыб 1 вид- таймень; из беспозвоночных 2 вида: жужелица Михайлова и жужелица восхитительная.
