Особенностью фауны млекопитающих парка является сочетание лесных, тундровых и горных форм.
В настоящее время территорию парка населяют 34 вида наземных млекопитающих из 37, известных на Камчатке. Прежде всего, это бурый медведь (Ursus arctos), который является важным символом не только Быстринского парка, но и всего Камчатского полуострова. Другими характерными фоновыми видами в природном парке являются соболь (Martes zibellina), речная выдра (Lutra lutra), снежный баран (Ovis nivicola), заяц-беляк (Lepus timidus), северная пищуха (Ochotona hyperborean), белка (Sciurus vulgaris) и черношапочный сурок (Marmota camtschatica camtschatica). Район природного парка был выбран также местом акклиматизации канадского бобра и американского лося (Alces americana buturlini).
В авифауне природного парка 137 видов птиц, 106 из которых гнездятся здесь. Население птиц состоит из настоящих таежников, исконно связанных с хвойными лесами, и из характерных обитателей лиственных лесов Камчатки. Настоящие таежники (московка, синехвостка, сибирская мухоловка, снегирь, свиристель, кедровка, трехпалый дятел, ястребиная сова, каменный глухарь и др.) составляют в лесах разных типов от 34% до 66% видового состава.
Особую ценность представляют хищные птицы. Их разнообразие в бассейне реки Камчатка наибольшее на полуострове. В парке гнездятся скопа (Pandion haliaetus), орлан-белохвост (Haliaeetus albicilla), беркут (Aquila chrysaetos), встречается белоплечий орлан (Haliaeetus pelagicus). Здесь можно реально увидеть белого тетеревятника (Accipiter gentilis albidus), в горах встречается кречет (Falco rusticolus). В последние годы в Быстринском районе неоднократно отмечали белоголовых американских орланов (Haliaeetus leucocephalus). В таежных и смешанных лесах парка сохранились довольно крупные токовища каменного глухаря, представленного на Камчатке эндемичным подвидом (Tetrao parvirostris kamtschaticus).
В настоящее время в реках Быстринского природного парка обитает 12 проходных и 8 пресноводных видов рыб. Один вид рыб – камчатская семга (Parasalmo mykiss) и один вид двустворчатых моллюсков – жемчужница Миддендорфа (Dahurinaia middendorffi), занесены в Красную книгу России.
Ряд других представителей животного мира: бражник подмаренниковый (Hyles galii), махаон (Papilio machaon), лебедь-кликун (Cygnus cygnus), скопа, беркут, три вида орланов (белохвостый, белоплечий и белоголовый), кречет, горный дупель (Gallinago solitaria japonica), ночница Брандта (Myotis brandtii), копытный (Dicrostonyx torquatus) и камчатский (Lemmus flavescens) лемминги и некоторые другие виды относятся к редким и малоизученным видам, которые занесены в Красную книгу России или рекомендованы к включению в Красную книгу Камчатки.
