El Parque Nacional Natural La Paya es uno de los sitios de mayor importancia de fauna amazónica, debido a su historia geológica y por la presencia de varios endemismos. A la fecha no se cuenta con inventarios actualizados de los diferentes grupos, sin embargo la estrecha relación de la naturaleza con los usos y costumbres de cada pueblo indígena ha conllevado a el reconocimiento de algunas especies que reflejan la biodiversidad del área, destacando especies de mamíferos como la danta (Tapirus terrestres), la boruga (Agouti paca), el delfín rosado o bufeo (Inia geoffrensis y Sotalia fluviatilis), el cerrillo (Pecari tajacu) y el puerco de monte (Tayassu pecari); reptiles como la charapa (Podocnemis expansa) y el caimán negro (Melanosuchus niger); peces como el pirarucu (Arapaima gigas), la arawana (osteoglosum bicirrhosum) y una gran variedad en peces ornamentales; y  una amplia presencia de aves como lo son las guacamayas (Ara macao), picones (Ramphastos sulphuratus) y Águila arpia (Harpia harpyja).