Al igual que la flora, distintas corrientes de fauna se encuentran en lo más alto de las Sierras de Córdoba. En su mayoría son animales de origen andino-patagónico, con especies típicas de la llanura con la altitud como límite para su distribución. La gran variedad ambiental permite la coexistencia de especies, algunas con alta especificidad en su hábitat, lo que supone gran fragilidad por destrucción, modificación o desaparición del ambiente. Con 36 especies de mamíferos, como el zorro colorado de Achala -subespecie endémica-, el puma como predador tope y varias especies de felinos, murciélagos y roedores presentes en los amplios pastizales del parque, también se citan 21 especies de reptiles como el lagarto de Achala y 24 especies de anfibios, muchos de ellos endémicos.
De las 176 especies de aves, entre las que se destacan la loyca, el águila mora, el gauchito serrano y muchas más, sin dudas es el cóndor andino quien atrae la atención de los visitantes, sobre la quebrada que da nombre al parque nacional. Esta enorme ave instala su nido y aprovecha las corrientes térmicas de aire que se generan entre los paredones rocosos para remontar vuelo. Condición que también es aprovechada para enseñar a los juveniles los rudimentos del vuelo planeado.
Desde 2007 se desarrolla en el área protegida el programa de reintroducción del guanaco y más recientemente de vizcacha con el fin de recuperar los herbívoros nativos modeladores del paisaje natural.
