Zoogeografickú výnimočnosť územia Pienin určuje značná geomorfologická členitosť. Vlastné územie národného parku je výrazne výškovo členené, od nadmorskej výšky 429 m až po 1050 m. Terén je silne diferencovaný na množstvo exponovaných svahov, širšie doliny sa striedajú s kaňonovitými roklinami, hlboké lesy sa striedajú s lúkami a skalnými a stepnými stráňami, rieka Dunajec so svojimi prítokmi vytvára vhodné prostredie pre mnohé druhy živočíchov. V rieke žije 17 druhov rýb. Spoločenstvo rýb Dunajca nie je rovnaké nad prielomom a v samotnom prielome vzhľadom na odlišný charakter vodného toku a jeho brehov. V prielome prevládajú druhy podustva severná (Chondrostoma nasus), mrena severná (Barbus barbus), belička európska (Alburnus alburnus) a hlavátka podunajská (Hucho hucho), nad prielomom sú to: čerebľa pestrá (Phoxinus phoxinus), jalec hlavatý (Leuciscus cephalus), mrena škvrnitá (Barbus petenyi/Barbus carpathicus), slíž severný (Barbatula barbatula), hrúz škvrnitý (Gobio gobio), plotica červenooká (Rutilus rutilus). Ryby lipeň tymiánový (Thymallus thymallus) a pstruh potočný (Salmo trutta morfa fario) sú rovnako zastúpené v oboch úsekoch Dunajca.
Snáď najznámejším živočíšnym druhom pieninskej prírody je jasoň červenooký (Parnassius apollo). Jeho záchrane sa venovalo množstvo úsilia, vďaka ktorému je stále súčasťou Pienin. Svojou krásou nás očarí aj napr. vidlochvost feniklový (Papilio machaon) alebo vidlochvost ovocný (Iphiclides podalirius), križiak pásavý (Argiope bruennichi).
Snáď najznámejším živočíšnym druhom pieninskej prírody je jasoň červenooký (Parnassius apollo). Jeho záchrane sa venovalo množstvo úsilia, vďaka ktorému je stále súčasťou Pienin. Svojou krásou nás očarí aj napr. vidlochvost feniklový (Papilio machaon) alebo vidlochvost ovocný (Iphiclides podalirius), križiak pásavý (Argiope bruennichi).
Je však nutné spomenúť aj sokola sťahovavého (Falco peregrinus), ktorý bol v Pieninách reintrodukovaný v 80 rokoch min. storočia. Jeho prežitie v tomto území pod negatívnym vplyvom človeka je stále otázne. Pieniny a blízke okolie je významnou zastávkou na migrácii vtákov. Bolo tu zaznamenaných viac než 190 druhov, z toho tu približne 134 druhov hniezdi.
Z dravých vtákov sa tu vyskytuje aj orol skalný (Aquila chrysaetos), orol krikľavý (Aquila pomarina), sokol myšiar (Falco tinnunculus), jastrab lesný (Accipiter gentilis), jastrab krahulec (Accipiter nisus) a myšiak lesný (Buteo buteo), zimuje tu aj myšiak severský (Buteo lagopus), kaňa močiarna (Circus aeruginosus). Sovy sú zastúpené 7 druhmi. K bežnejším patrí sova lesná (Strix aluco), sova dlhochvostá (Strix uralensis) a myšiarka ušatá (Asio otus). Najväčšou sovou je výr skalný (Bubo bubo), najmenšou kuvičok vrabčí (Glaucidium passerinum).
Spevavce tvoria najpočetnejšiu skupinu vtákov v tomto území. Pri doterajších výskumoch bolo zistených 80 druhov, od jedného z najmenších, orieška obyčajného (Troglodytes troglodytes) po najväčšieho krkavca čierneho (Corvus corax). Zo vzácnejších druhov sa tu vyskytuje murárik červenokrídly (Tichodroma muraria) obývajúci skalné steny, muchárik červenohrdlý (Ficedula parva), muchárik bielokrký (Fcedula albicollis), muchárik čiernohlavý (Ficedula hypoleuca), muchár sivý (Muscicapa striata), ktoré obľubujú staré bukové a jedľovo-bukové lesné porasty, ale nájdeme ich aj v blízkosti ľudských obydlí. Strakoš sivý (Lanius excubitor) a strakoš obyčajný (Lanius collurio), ktoré sa usídlili na extenzívne obhospodarovaných pasienkoch s krovinami.
V blízkosti vôd sa nachádzajú oba druhy bocianov, bocian biely (Ciconia ciconia), a bocian čierny (Ciconia nigra), volavka popolavá (Ardea cinerea), vodnár potočný (Cinclus cinclus), rybárik riečny (Alcedo atthis). Väčšie vodné plochy sú domovom kačice divej (Anas platyrhynchos) a niekoľkých druhov čajok.
Vo vyšších nadmorských výškach lesov Spišskej Magury môžeme uvidieť vzácne kurovité vtáky tetrova hlucháňa (Tetrao urogallus) a tetrova hôlniaka (Tetrao tetrix), krkavca čierneho (Corvus corax).
Pieniny a Spišská Magura poskytujú vhodné prostredie pre 61 druhov cicavcov vrátane našich najväčších šeliem rysa obyčajného (Lynx lynx), vlka dravého (Canis lupus) a medveďa hnedého (Ursus arctos).
Z veľkých druhov zveri sa na území vyskytujú párnokopytníky – sviňa divá (Sus scrofa), jeleň obyčajný (Cervus elaphus), srnec hôrny (Capreolus capreolus). Lesné húštiny obývajú veľké šelmy. Zriedkavý je výskyt mačky divej (Felis silvestris). Z menších šeliem tu žije lasica myšožravá (Mustela nivalis), tchor tmavý (Putorius putorius), kuna lesná (Martes martes), kuna skalná (Martes foina), jazvec lesný (Meles meles). V blízkosti vodných tokov sa vyskytuje vydra riečna (Lutra lutra).
Bohato zastúpenou skupinou územia sú drobné zemné cicavce. Z hmyzožravcov sa tu vyskytujú jež východný (Erinaceus concolor), krt obyčajný (Talpa europaea), piskor obyčajný (Sorex araneus), piskor malý (Sorex minutus), piskor vrchovský (Sorex alpinus), dulovnica väčšia (Neomys fodiens), dulovnica menšia (Neomys anomalus), bielozúbka bielo bruchá (Crocidura leucodon), bielozúbka krpatá (Crocidula suaveolens).
Z hlodavcov je to veverica stromová (Sciurus vulgaris), hrdziak lesný (Clethryonomys glareolus), hryzec vodný (Arvicola terrestris), hraboš podzemný (Microtus subterraneus), hraboš poľný (Microtus arvalis), hraboš močiarny (Microtus agrestis), myška drobná (Micromys minutus), ryšavka tmavopása (Apodemus agrarius), ryšavka žltohrdlá (Apodemus flavicollis), ryšavka krovinná (Apodemus sylvaticus), ryšavka myšovitá (Apodemus microps) , myš domová (Mus musculus), potkan hnedý (Rattus norvegicus), plch sivý (Myoxus glis), plch lesný (Dryomys nitedula), pĺšik lieskový (Muscardinus avellanarius), myšovka vrchovská (Sicista betulina). Najväčším hlodavcom v území je bobor vodný (Castor fiber), ktorý po dlhom čase neprítomnosti znovu osídlil toto územie.
Zaujímavým radom cicavcov sú netopiere. V blízkosti vodných tokov sa počas lovu vyskytuje jeden z najpočetnejších druhov
netopier vodný (Myotis daubentonii). V blízkosti ľudských sídiel sa zdržuje podkovár malý (Rhinolophus hipposideros), netopier obyčajný (Myotis myotis), raniak hrdzavý (Nyctalus noctula), večernica malá (Pipistrellus pipistrellus), večernica tmavá (Vespertilio murinus), ucháč svetlý (Plecotus auritus). V pieninských jaskyniach zimuje podkovár malý (Rhinolophus hipposideros), podkovár veľký (Rhinolophus ferrumequinum), netopier obyčajný (Myotis myotis), netopier brvitý (Myotis emarginatus) a netopier fúzatý (Myotis mystacinus). V lesných biotopoch sa tu v malom počte vyskytuje uchaňa čierna (Barbastella barbastellus). V minulosti sa v Pieninách vyskytoval vzácny lietavec sťahovavý (Miniopterus schreibersii). V Pieninách dosahoval hranicu severného výskytu na Slovensku. Jeho výskyt zaznamenaný v roku 1975, potom z územia vymizol až do roku 2014, kedy bol v Pieninách opäť potvrdený.
Nemôžeme opomenúť ani plazy a obojživelníky. Z plazov sa tu vyskytujú najmä jašterica obyčajná (Lacerta agilis), jašterica živorodá (Lacerta vivipara), slepúch lámavý (Anguis fragilis), užovka obojková/obyčajná (Natrix natrix), vretenica severská/obyčajná (Vipera berus). Výslnné miesta Haligovských skál obýva náš najmenší had užovka hladká (Coronella austriaca). V území sa nachádzajú typicky horské druhy obojživelníkov ako mlok vrchovský (Triturus alpestris), mlok karpatský (Triturus montandoni), kunka žltobruchá (Bombina variegata), salamandra škvrnitá (Salamandra salamandra), ale aj druhy viazané na teplejšie lokality ropucha obyčajná (Bufo bufo), ropucha zelená (Bufo viridis).