Il parco delle foreste casentinesi è caratterizzato da una marcata diversità faunistica; i boschi ad alto fusto, costituiti da alberi di grandi dimensioni e di diverse età, i boschi a ceduo che un tempo fornivano legname da ardere alle popolazioni locali, oggi in via di conversione a fustaia, la scarsa densità abitativa derivata dall'ultimo esodo verso le città nella seconda metà del novecento offrono un habitat idoneo a molte specie animali.
Tra i mammiferi spicca la presenza dei grandi ungulati; cervi, daini, caprioli, cinghiali, mufloni e l'elusivo ed affascinante lupo.
La diversità ambientale delle foreste del Casentino favorisce la presenza e lo sviluppo di molte specie di uccelli, oggi censite a 97 specie nidificanti, tra cui il Rampichino alpestre, il ciuffolotto e il Merlo dal Collare. Tra i rapaci sono presenti specie come il falco pecchiaiolo, il falco lodolaio, lo sparviero e l'astore. Di pregevole nota l'aquila, il gufo reale ed il falco pellegrino che nidificano nel versante romagnolo.