Parke užregistruotos 189 paukščių rūšys, iš jų 48 įrašytos į Lietuvos raudonąją knygą, būtent juodieji gandrai (Ciconia nigra), vapsvaėdžiai (Pernis apivorus), pilkosios meletos (Picus canus), griežlės (Crex crex) ir kt. Aptiktos 49 žinduolių rūšys, kurių 12 yra Lietuvos Raudonojoje knygoje, pvz.: lūšis (Lynx lynx), ūdra (Lutra lutra), šermuonėlis (Mustela erminea), baltasis kiškis (Lepus timidus), rudasis ausylis (Plecotus auritus) ir kt. Iš Lietuvoje žinomų 14 šikšnosparnių rūšių net 10 gyvena Parke. Parko upeliuose ir ežeruose aptiktos 26 žuvų rūšys. Platelių ežere, be daugybės įprastų žuvų, veisiasi ir lašišinių šeimos žuvys – seliava (Coregonus albula) ir ežerinis sykas (Caregonus lavaretus holsatus), užsilikę iš poledynmečio laikų. Daugelyje ežerų ir upelių gyvena plačiažnypliai vėžiai (Astacus astacus). Užregistruotos ir kai kurios retos drugių, vabalų bei moliuskų rūšys.