Największe bogactwo i zróżnicowanie fauny PKWŁ związane jest z kompleksami leśnymi, zwłaszcza z fragmentami najmniej przekształconymi przez człowieka. Do ciekawostek należy liczna grupa występujących tu rzadkich bezkręgowców typowych dla pogórza, a nawet gór. W Lesie Łagiewnickim ma stanowisko trzmiel tajgowy – relikt borealny, umieszczony w „Polskiej czerwonej księdze zwierząt”.
Do najcenniejszych elementów fauny Polski Środkowej można zaliczyć: spośród płazów traszkę grzebieniastą i kumaka nizinnego, a z ptaków muchołówkę małą, jarzębatkę, pójdźkę, trzmielojada, siniaka i zniczka. Na uwagę zasługuje występowanie 13 gatunków nietoperzy, w tym jednego z najrzadszych w Polsce – borowiaczka.
