El Parque Nacional Natural Alto Fragua Indi Wasi por su localización geográfica, en zona de transición andino amazónica, y la conectividad entre la cordillera central y oriental, presenta diversidad de especies. Entre ellas se encuentran 26 especies en categoría de amenaza según la resolución del Ministerio de Ambiente No 192 de 2014 y la lista de UICN 2015. Destacándose en categoría de amenaza vulnerable el Gallineta negra (Tinamus osgoodi) especie endémica, la mariposa roja de montaña (Prepona praeneste). El oso de anteojos (Tremarctos ornatus), la Boruga paramuna (Dinomys branickii) y como especies en peligro el anfibio Hyloscirtus torrenticola, y en Peligro Crítico la danta (Tapirus terrestris colombianus), y el churuco (Lagothrix lugens).

Para la zona se cuenta con información de los siguientes grupos biológicos: hormigas, mariposas, anfibios, mariposas y mamíferos. En la cuenca alta del río Pescado se reportan 168 especies de mariposas distribuidas en cinco familias (Sañudo 2007). En la cuenca alta del río Yurayaco se han reportado 138 especies de hormigas, distribuidas en 43 géneros y 5 subfamilias y 92 especies de mariposas, pertenecientes a 39 géneros y 17 subfamilias. También se han registrado 85 especies y 24 familias de aves. Se destacan Campylopterus villaviscensio (colibrí), Myrmotherulaspodionota (hormiguero), Pipra isidorei (saltarín, Fam. Pipridae), Schistes geoffroyi (colibrí, Fam. Trochilidae), especies con distribución geográfica restringida; y Tinamus osgoodi, ave amenazada en peligro crítico de extinción a nivel global y nacional.

Para el parque y su área de influencia, se tienen registros de 44 especies de medianos y grandes mamíferos. Entre ellos, se encuentran el mono churuco (Lagotrix lagotricha lugens), mico volador (Pithecia monachus milleri), oso hormiguero palmero (Myrmecophaga tridactyla), tigre gallinero (Leoparduos tigrinus), tigrillo canaguaro o podenco (Leoparduos pardalis), jaguar o tigre mariposo (Panthera onca), puma (Puma concolor), danta de montaña (Tapirus pinchaque) y el oso de anteojos (Tremarctos ornatus) (González, 2008).