Беспозвоночные животные
     Инвентаризация беспозвоночных животных Парка не проводилась. Фауна моллюсков реки Чусовая представлена 51 видом, относящимися к двум классам: брюхоногие (Gastropoda) – 45 видов и двустворчатые (Bivalvia) – 6. По одному виду выявлено из представителей типов кишечнополостных и плоских червей, наиболее многочисленной таксономической группой является тип кольчатые черви (Annelida) – 6 видов.
В 2006-2007 гг. в районе Висима и Висимо-Уткинска А.В. Гилевым и Н.Л. Уховой проводились исследования видового состава муравьёв – выделено 2 вида: Myrmica sulcinodis Nyl. и Красноголовый муравей (Formica truncorum Fabr.)
       Рыбы
    На перекатах и порогах Чусовой, в местах с каменистым, галечным или плитняковым дном в холодной прозрачной воде встречаются представители семейств лососевые (таймень, форель), хариусовые (хариус), карповые (голавль, елец). В траве и на песчаной отмели, у коряг встречаются представители семейств щуковые (щука), окуневые (окунь) и также карповые (пескарь, плотва, сорога). В глубоких заводях и заливах, на тихих плесах встречается линь, лещ (карповые).
Многолетние исследования ихтиофауны реки Межевая Утка, проводимые преподавателем НТГСПА Л.И. Застольской и студенткой Е.М. Кондаковой в 2000-2009, показали, что рыба, обитающая в этом притоке Чусовой, представлена 13 таксономическими группами, принадлежащими к 5 отрядам, 6 семействам костных рыб. В Межевой Утке отмечены представители отрядов лососеобразные, щукообразные, карпообразные, трескообразные и окуневые. По численности наиболее массовым является отряд карпообразные (лещ, елец, голавль, плотва, пескарь, линь).
      Амфибии и рептилии
    Целенаправленных инвентаризационных исследований на территории парка не проводилось. Предварительным списком видов могут служить находки В.Л. Вершинина. По его данным, на территории Пригородного района (старое административное деление) Свердловской области, где находится Природный парк «Река Чусовая» обитает 5 видов амфибий и 5 видов рептилий.
Амфибии: сибирский углозуб (Красная Книга Свердловской области), обыкновенный тритон, обыкновенная жаба, травяная лягушка, остромордая лягушка.
Рептилии: веретеница ломкая (Красная Книга Свердловской области), обыкновенная медянка (Красная Книга Свердловской области), живородящая ящерица (отмечена на территории Парка Д.Е. Корбут в 2009 г.), обыкновенный уж, обыкновенная гадюка.
    Птицы
    Наиболее изучена орнитофауна Парка. По материалам наблюдения (с 2007 г.) и результатам опроса охотников и местного населения на территории Парка достоверно пребывает 153 вида птиц из 13 отрядов и 37 семейств. Основу орнитофауны составляют гнездящиеся виды (124). Орнитофауна природного комплекса Парка с позиции зоогеографической характеристики достаточно разнородная. Основную часть орнитофауны составляют широко распространенные в Палеарктике виды, их насчитывается 60, европейского типа происхождения – 47 и сибирского – 31. Значительно уступают по числу видов представители арктического типа – 6. Незначительное различие в количестве видов птиц китайского и средиземноморского происхождения, их насчитывается 3 и соответственно 5. Меньше всего видов монгольского типа фауны.
5 видов птиц, занесенных в Красную книгу Свердловской области, встречаются на территории Парка: лебедь-кликун (Cygnus cygnus), кобчик (Falco vespertinus), бородатая неясыть (Strix nebulosa), ястребиная сова (Surnia ulula), воробьиный сыч (Glaucidium passerinum). Обитающие на территории Парка филин (Bubo bubo), скопа (Pandion haliaetus), беркут (Aquila chrysaetos), орлан-белохвост (Haliaeetus albicilla) и сапсан (Falco peregrinus) занесены в Красную Книгу Российской Федерации. Гнездящимися признаны сапсан, бородатая неясыть и филин. Предположительно гнездится кобчик.
С 2009 года на территории Парка Хлопотовой А.В. (ИЭРиЖ УрО РАН) ведется исследование биологии сапсана, гнездящегося в долине реки Чусовой.
     Млекопитающие
     Фауна млекопитающих Парка представлена азиатскими и европейскими видами и характерна для зон северной и южной тайги. Здесь типичными являются колонок, ласка, горностай, крот, бурундук. Встречаются заяц-беляк, белка, волк и лисица, а в некоторых районах бурый медведь, рысь, росомаха, барсук, хорь и хомяк. Копытные представлены лосем, косулей, кабаном. Из околоводных видов животных отмечены норка американская и европейская, выдра, бобр, ондатра и водяная полевка.
Эпизодические исследования бобров проводились в 2009 г. на реке Межевая Утка студенткой НТГСПА Е.М. Кондаковой. Изучались особенности жизнедеятельности бобров и их влияние на экосистему реки. Исследования проводились на участке реки Межевая Утка от Смородинского водохранилища до места слияния трех рек: Межевая Утка, Висим, Шайтанка в окрестностях п. Висим. Эта часть реки проходит по Висимскому участку природного парка.