Starorzecza i tereny podmokłe w dolinie Warty są miejscem występowania bobra europejskiego a oraz wydry, w Parku okazyjnie obserwowano również łosie Na terenie Parku występuje co najmniej 9 gatunków nietoperzy, m.in. mopek. Na terenie Parku znajdują się liczne stanowiska rozrodcze płazów, w tym traszki grzebieniastej i kumaka nizinnego - łącznie w Parku występuje 12 gatunków płazów i 5 gatunków gadów. W wodach Parku występuje co najmniej 20 gatunków ryb, w tym objęty ochroną piskorz, związany ze starorzeczami. Grądy i łęgi na terenie Parku stanowią siedlisko bardzo różnorodnej fauny bezkręgowej, w tym zagrożonych gatunków związanych z martwym drewnem oraz starymi drzewami - takich jak duże, charyzmatyczne chrząszcze: kozioróg dębosz, pachnica dębowa i ciołek matowy, a także tegosz rdzawy i kwietnica okazała. Teren Parku jest jednym z miejsc, w którym najwcześniej w Wielkopolsce (lata 40. XX wieku) stwierdzano będącego obecnie w ekspansji pająka, tygrzyka paskowanego. Bardzo bogata jest również fauna mięczaków – to właśnie m.in. ze względu na rzadkie gatunki ślimaków utworzono rezerwat Dębno nad Wartą znajdujący się na terenie Parku. Do występujących w Parku rzadkich ślimaków należą poczwarówka zwężona, a także 6 z 10 gatunków świdrzyków występujących w Wielkopolsce – dla niektórych, np.