Fauna płazów, gadów i ssaków nie jest poznana dostatecznie (przypuszczalnie występują na terenie ZPKChiN wszystkie gatunki typowe dla niżu polskiego). Brak jest danych pozwalających na ocenę liczebności poszczególnych gatunków, ich rozmieszczenia siedliskowego, trendów liczebności oraz rozprzestrzenienia. Niewiele badań fauny na terenie dolnej Wisły dotyczyło ryb, jedynie kontrole prowadzone od zapory we Włocławku do ujścia Wisły wykazały występowanie czterech gatunków chronionych. Najlepiej poznaną grupą zwierząt w ZPCiN są ptaki, jedynie niedostateczne są informacje na temat ich liczebności.
Informacje o składzie ichtiofauny na terenie parku uzyskano z połowów kontrolnych prowadzonych przez Instytut Rybactwa Śródlądowego. Z gatunków chronionych występuje różanka (Rhodeus sericeus), koza (Cobitis taenia), śliz (Noemacheilus barbatulus) i piskorz (Misgurnus fossilis). Podobnie jak w całej polskiej ichtiofaunie, dominują ryby karpiowate, wśród których największy udział ma ukleja, gatunek mało atrakcyjny gospodarczo, jednak mający istotne znaczenie w ekosystemie rzecznym jako pokarm ryb drapieżnych i ptaków. Znaczny udział w ichtiofaunie stanowi liczna płoć (Rutilus rutilus), a znacznie mniejszy leszcz (Abramis brama), krąp (Blicca bjoerkna) i wzdręga (Scardinus erythrophtalmus). Gatunki typowo rzeczne jak jaź (Leuciscus idus), kleń (Leuciscus cephalus), jelec (Leuciscus leuciscus) i boleń (Aspius aspius) stanowią niewielki udział podobnie jak ryby drapieżne - miętus (Lota lota), węgorz (Anguilla anguilla) i sandacz (Stizostedion lucioperca). Skład ichtiofauny wzbogacony jest o troć (Salmo trutta) czy poławianą sporadycznie certę (Vimba vimba). W ostatnich latach zaczęły pojawiać się pojedyncze osobniki łososia (Salmo salar) jako efekt prowadzonych prac restytucji tego gatunku w Polsce. Obok wspomnianych gatunków występuje również minóg rzeczny (Lampetra fluviatilis). Gatunek ten był licznie poławiany, jednak w związku ze zmniejszeniem się jego liczebności, w wyniku pogorszenia się warunków środowiska i odcinaniu im dostępu do miejsc tarliskowych przez zbudowane przegrody w rzekach, obecnie jest on nielicznie poławiany. Ichtiofauna Wisły powiększyła się o nowy gatunek - trawiankę (Percottus glehni), gatunek prawdopodobnie przywleczony z transportem innych ryb.
Na terenie Parku w okresie lęgowym odnotowano 123 gatunki ptaków. Dla 65 gatunków stwierdzono gniazdowanie pewne, 50 prawdopodobne, a dla 8 wskazano gniazdowanie możliwe. Z grupy gatunków zagrożonych wyginięciem w Europie na terenie ZPKChiN występuje 16 gatunków. Biorąc pod uwagę grupy gatunków zagrożonych wyginięciem w Polsce, na terenie tym stwierdzono: 1 gatunek skrajnie zagrożony, 6 silnie zagrożonych i 21 zagrożonych.
Ze względu na szczególne usytuowanie wzdłuż szlaku wędrówkowego jakim jest korytarz Wisły, a także mnogość niezwykle dogodnych siedlisk jakie oferuje rozległa sieć kanałów i starorzeczy, obszar Zespołu Parków jest szczególnie ważny dla ptaków wędrownych, dla których wiosenne wylewy rzeki tworzą wyjątkowo korzystne warunki żerowiskowe. W okresie tym obserwowane były duże koncentracje ptaków.
W okresie zimowym rzeka Wisła na całej swej długości jest niezwykle atrakcyjnym, bogatym w dogodne żerowiska i miejscem zimowania wielu gatunków ptaków. W okresie tym stwierdzane były bardzo duże, dochodzące miejscami do kilku tysięcy osobników, koncentracje kaczek, a dla takich gatunków jak gągoł Bucephala clangula, krzyżówka Anas platyrhynchos, czy nurogęś Mergus merganser jest to jedno z ważniejszych zimowisk w skali Polski.