Rehe und Gämsen sind die mit Abstand wichtigsten bejagten Wildtiere im Diemtigtal und bilden gleichzeitig die Nahrungsgrundlage für den Luchs, der seit längerer Zeit wieder im Diemtigtal heimisch ist. Steinwild und Rotwild (Hirsch) beginnen sich im Naturpark als Wildtiere neu zu etablieren. Zwischen 2001 und 2003 wurden im Gebiet Spillgerten je fünf Steinböcke und Steingeissen ausgesetzt. Die Steinwildkolonie entwickelt sich seither erwartungsgemäss sehr gut.
Oberhalb von 1500 bis 1600 m ü. M. kommt das Murmeltier verbreitet vor. Fuchs und Dachs besiedeln das ganze Parkgebiet. Auch der Feldhase und in der oberen Subalpin- und der Alpinstufe der Schneehase kommen weit verbreitet vor.
Kleinere Raubtiere wie der Steinmarder, der Baummarder, das Hermelin und das Mauswiesel werden wegen ihrer heimlichen Lebensweise eher selten festgestellt, finden aber verbreitet geeignete Lebensräume vor.
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