W Parku występują głównie trzy typy siedlisk: las, kserotermy i bardzo intensywnie zagospodarowane obszary rolnicze. Tak niewielka ich różnorodność nie sprzyja występowaniu bogatej w gatunki, zróżnicowanej ekologicznie fauny jednak spotykać tu można wiele faunistycznych ciekawostek.
Bezkręgowce najliczniej reprezentowane są przez owady. Najciekawszą i najbogatszą entomofaunę spotyka się w środowiskach kserotermicznych. W rezerwacie „Polana Polichno” w 1956 r. odkryto nowy gatunek chrząszcza z rodziny ryjkowców – Leucosomus pedestris. Ponadto stwierdzono tu również występowanie 3 rzadkich gatunków muchówek: Eumerus dicolor, Syrphus puctulatus i Gymnosoma clavatum.
Osobliwością ciepłolubnych grądów Kozubowskiego Parku Krajobrazowego jest liczne występowanie największego gatunku polskiego chrząszcza jelonka rogaczaLucanus cereus. W lasach leśnictwa Michałów przystępuje on do rozrodu dość licznie, a jego tutejsza ostoja należy do jednej z najważniejszych w kraju.
Najczęściej spotykanym płazem bezogonowym jest żaba trawna i żaba moczarowa, a także ropucha szara, ropucha zielona, rzekotka drzewna. Dość licznie występuje traszka zwyczajna i traszka grzebieniasta reprezentujące płazy ogoniaste. Na obszarach upraw można spotkać ropuchę szarą natomiast w lasach grądowych rzekotkę drzewną.
Na terenach leśnych Kozubowskiego Parku Krajobrazowego cennym gatunkiem pośród gadów jest gniewosz plamisty. Ma on dość wąskie wymagania ekologiczne, zatem tutejsze lasy stanowią cenną ostoję tego gatunku. Obszary leśne są ponadto miejscem, gdzie występują – jaszczurka żyworodna, padalec, zaskroniec, żmija. Na kserotermicznych, ciepłych stokach wzgórz wygrzewa się jaszczurka zwinka.
Do najcenniejszych gatunków ptaków gnieżdżących się w tutejszych lasach zalicza się błotniaka stawowego i dzięcioła czarnego. Na uwagę zasługuje wysokie zagęszczenie puszczyka w rejonach występowania starodrzewi. Walory faunistyczne Parku podnosi obecność jastrzębia, myszołowa zwyczajnego, pustułki, kukułki, pierwiosnka. Biotopy leśne zamieszkują: rudzik, świstunka leśna, świergotek leśny, drozd śpiewak, skowronek borowy, grubodziób. Tereny łąkowe reprezentowane są przez świergotka łąkowego i skowronka, a wśród pól uprawnych i ugorów gnieździ się pliszka żółta i trznadel.
Z fauny ssaków spotkać można wiele gatunków chronionych: gronostaja, jeża, kreta, ryjówki aksamitną i malutką, mroczka późnego. Do gatunków bardziej pospolitych na tym terenie należą – zając, lis, dzik, sarna oraz jeleń. Wśród ekosystemów pól uprawnych na podkreślenie zasługuje liczne występowanie chomika europejskiego, który prowadzi bardzo skryty tryb życia.
Przy opisie fauny ssaków Kozubowskiego Parku Krajobrazowego nie sposób nie wspomnieć o stadninie koni znajdującej się w miejscowości Michałów. Stadnina Koni Michałów jest największą w Polsce stadniną, w której od prawie 50 lat hoduje się konie czystej krwi arabskiej. Ponadto zajmuje się hodowlą koni małopolskich rzadkiej maści tarantowatej, kucy szetlandzkich oraz bydła mlecznego rasy jersey i czarno – białej z dużym dolewem holsztyno – fryza.
