Природный парк Ключевской — это место обитания снежного барана, лося, росомахи, рыси, черношапочного сурка, зайца, и, конечно, царя камчатских лесов — бурого медведя. Здесь гнездятся дикие утки, гуси, куропатки, каменные глухари, лебеди, белоплечие орланы. Природный парк Ключевской — это, прежде всего, ландшафты: вулканы и ледники — они изумительно красивы, но малопригодны для жизни, поэтому животный мир парка не очень богат. На склонах гор, собираясь в небольшие группы, отыскивают себе пропитание снежные бараны, и, завидев незнакомцев, несутся прочь, оставляя за собой облако пыли. Рядом с Толбачинскими вулканами и в лесах можно увидеть потрясающих в своей грациозности и величественности лосей, в лесах они находят себе достаточное количество еды, но что они делают в местах, где практически нет никакой растительности, остается загадкой. Рядом с горой Поленница, недалеко от Толбачинских вулканов, есть поселение черношапочного сурка. В парке довольно часты встречи с зайцами и лисами. В лишайниковых высокогорных тундрах живет дикий северный олень. Парк также место обитания росомахи, соболя, рыси, и, конечно, хозяина камчатских лесов — бурого медведя, хотя здесь медведи довольно редкие гости.
Куропатки, каменные глухари, дикие утки, и гуси строят свои гнезда прямо на земле или на шлаке. Здесь можно встретить довольно редких птиц — лебедей и белоплечих орланов. В скалистых местах гнездятся горные вьюрки и пуночки. Из-за труднодоступности большинства мест парка, звери и птицы здесь не очень пугливы, и часто сами приближаются к людям. Очень разнообразен мир насекомых парка. Особенно оживленными бывают альпийские луга и горные тундры во второй половине лета, когда распустившиеся цветы притягивают к себе любителей пыльцы — бабочек, пчел и шмелей. Комары и мошки встречаются даже на высоте 2000 м.
Реки парка, в основном, сухие. Они начинаются с ледников вулканов, и питаются талыми водами снежников и дождями, наиболее полноводны эти реки летом, а осенью они практически полностью высыхают. Рыбы в этих горных реках нет. Но в равнинных реках вдоль границ парка есть большое количество хариуса, гольца и лососей. Особое место занимают королевский лосось — чавыча, серебристый лосось — кижуч, и радужная форель — микижа. Вулканические породы — природный фильтр и поставщик кристально чистой воды для нерестилищ лосося.
