L’Alta Garrotxa, donada la relativa varietat d’ambients (alzinar, fageda, roques, coves, rius, …) acull una bona diversitat de fauna. El retrocés de les pràctiques agrícoles i ramaderes, però, ha fet créixer la superfície de bosc en detriment dels espais oberts i el paisatge en mosaic, cosa que ha provocat un augment de les espècies forestals, com el senglar (Sus scrofa), i un descens de les d’espais oberts, com el conill (Oryctolagus cuniculus) i la perdiu roja (Alectoris rufa). Val a dir que aquestes darreres són també les preses potencials de diferents carnívors, tant mamífers com ocells rapinyaires, alguns dels quals han deixat de reproduïr-s’hi, com l’àguila cuabarrada (Hieraaetus fasciatus).
La poca accessibilitat i relativa tranquil·litat de l’àrea ha fet que preservés algunes espècies animals sensibles cap a l’home i les transformacions que l’acompanyen, com el gat salvatge (Felis silvestris) o l’àguila daurada (Aquila chrysaetos). D’altres espècies aquí representades són escasses a Catalunya, o tenen a l’Alta Garrotxa el límit meridional de distribució, com és el cas del tritó pirinenc (Euproctus asper) o el límit oriental de distribució, com ho és el de la marta (Martes martes).
Dins els alzinars abunden el senglar i el gamarús (Strix aluco), mentre que als boscos caducifolis hi podem trobar el liró gris (Glis glis), la becada (Scolopax rusticola), i és on hi cria l’aligot vesper (Pernis apivorus).
A les cingleres s’hi pot observar a l’hivern el pela-roques (Tichodroma muraria). Són el lloc de nidificació del roquerol (Ptyonoprogne rupestris), la gralla de bec vermell (Pyrrhocorax pyrrhocorax), el falcó pelegrí (Falco pelegrinus) i l’àguila daurada, que resulta molt sensible a la presència humana, sobretot a l’època reproductiva.
A partir de la meitat del s.XX, i en part degut a l’abandó de la ramaderia extensiva, els grans carronyaires que havien poblat l’Alta Garrotxa havien deixat de criar als seus cingles i la seva presència era del tot anecdòtica. Gràcies als esforços de conservació iniciats a partir dels anys 80s del segle passat, les seves poblacions han anat millorant progressivament fins al punt que tornen a presentar poblacions reproductores a l’Espai Natural Protegit, podent jugar el seu paper dins el cicle de reciclatge de nutrients com a carronyaires i garantint aquest procés ecològic imprescindible per l’espai.
Als ambients de roca no és difícil d’observar assolellant-se la sargantana cuallarga (Psammodromus algirus), i diferents menes de serps, com la serp blanca (Elaphe scalaris) i la d’Esculapi (Elaphe longissima). Aquestes darreres formen part de la dieta de l’àguila marcenca (Circaetus gallicus).
Als rius hi trobem, a més de la bagra (Leuciscus cephalus) i el barb de muntanya (Barbus meridionalis), una bona representació d’amfibis i rèptils aquàtics, com també la merla d’aigua (Cinclus cinclus). La permeabilitat del substrat i la temporalitat estacional de molts cursos d’aigua de l’Alta Garrotxa fa que els ambients aquàtics siguin molt més fràgils. De la mateixa manera, se sap que a les seves coves s’hi refugien una bona diversitat de rates-pinyades, les quals poden abandonar-les en cas de freqüentació persistent.
El cabirol (Capreolus capreolus) i l’isard (Rupicapra rupicapra), colonitzen algun sector de l’espai des de la seva perifèria. El cérvol (Cervus elaphus), la daina (Dama dama) i el mufló (Ovis musimon), s’han introduït arran de la instal·lació de tancats cinegètics i d’alliberaments.
La fauna d’invertebrats no ha estat prou estudiada, exceptuant algunes localitats i d’alguns grups concrets. Tanmateix, podem assegurar la importància relativa de les coves, que acullen representants interessants, de distribució restringida als Pirineus orientals com, entre d’altres, l’escorpí cec (Belisarius xambeui), l’escarabat Zariquieya troglodites i, del grup dels milpeus, Lithobius allothyphlus.
