Zoogeograficky územie patrí do západokarpatského úseku podproviencie karpatských pohorí. Žijú tu takmer všetky západokarpatské horské a vysokohorské druhy, z ktorých viaceré sú endemické a reliktné. Domov tu nachádzajú vzácne druhy hmyzu a iného drobného živočíšstva, ale i veľké cicavce, vzácne šelmy a početné vtáctvo.
Rôznorodé typy biotopov, členitý reliéf, rozľahlosť a neprístupnosť niektorých častí územia podmieňuje aj druhovú pestrosť živočíšstva.
Fauna bezstavovcov Nízkych Tatier dodnes nebola predmetom systematickejšieho výskumu, avšak už čiastkové výskumy odhalili celý rad faunisticky významných druhov. Mnohé z nich doposiaľ neboli na Slovenku evidované.
Bohato je zastúpený hmyz, z ktorého najviac pútajú pozornosť motýle. Výslnné vápencové bralá obýva ohrozený jasoň červenooký (Parnassius apollo), vzácne sú i viaceré druhy očkáňov ako napr. Erebia pandrose či Erebia euryale.
Z chrobákov tu žijú vzácne druhy svižníkov, fuzáčov, bystrušiek či nosatcov. K najcennejším patrí endemický chrobák subalpínskeho a alpínskeho pásma pohoria behúnik podzemný (Duvalius microphtalmus). Vzácny je bežec snežný (Nebria tatrica) a bežec (Deltomerus tatricus). Ďalší mimoriadne vzácny vysokohorský zástupca z čeľade bystruškovitých je Leistus rousii. Cenný je výskyt kriticky ohrozeného fuzáča zemolezového (Pseudogaurotina excellens).
Z triedy mäkkýšov prevládajú horské druhy. Najhodnotnejšie lokality sa nachádzajú v krasovej časti územia, kde možno nájsť i endemické druhy Chondrina tatrice a Helicigona cingulella.
horeBohatej ríši stavovcov Nízkych Tatier bola venovaná väčšia pozornosť.
Kruhoústnice patria medzi najstaršie nájdené stavovce. V Nízkych Tatrách žijú dva druhy – mihuľa potočná (Lampetra planeri) a mihuľa ukrajinská (Eudontomyzon maria), oba druhy sú kriticky ohrozené.
Ryby Nízkych Tatier sú viazané na rieky a potoky horského (pstruhového) a podhorského (lipňového) pásma. Medzi najbežnejšie druhy patrí pstruh potočný (Salmo trutta morpha fario), ktorý sa vyskytuje prevažne v horskej a podhorskej zóne. Sprievodným druhom pásma pstruha je hlaváč pásoplutvý (Cottus poescilopus). Lipeň tymiánový (Thymallus thymallus) je druh typický pre podhorské pásmo.
Všetky tri spomínané druhy rýb patria medzi významné bioindikátory čistoty vôd. Z ostatných druhov rýb žijú v tokoch Nízkych Tatier hlavátka podunajská (Hucho hucho), slíž severný (Noemacheilus barbatulus), čerebľa obyčajná (Phoxinus phoxinus), hrúz obyčajný (Gobio gobio), jalec hlavatý (Leuciscus cephalus), jalec maloústy (Leuciscus leuciscus) a podustva severná (Chondrostoma nasus). Do tatranských riek prenikli i nepôvodné druhy rýb ako sivoň potočný (Salvelinus fontinalis) či pstruh dúhový (Salmo gairdnerii).
Z obojživelníkov Nízkych Tatier je najbežnejším druhom skokan hnedý (Rana temporaria). Z ďalších druhov je pomerne častá salamandra škvrnitá (Salamandra salamandra), kunka žltobruchá (Bombina variegata) a ropucha bradavičnatá (Bufo bufo). Na teplejšie lokality lesostepného a stepného charakteru je viazaná ropucha zelená (Bufo viridis). Veľmi vzácne sa v území vyskytuje rosnička zelená (Hyla arborea). Mloky zastupujú najmä dva druhy – karpatský endemit mlok karpatský (Triturus montandoni) i mlok horský (Triturus alpestris).
Až do najvyšších hrebeňových polôh Nízkych Tatier vystupuje vretenica severná (Vipera berus), medzi typické horské druhy patrí i jašterica živorodá (Lacerta vivipara). Stredné a nižšie polohy obýva jašterica bystrá (Lacerta agilis) a slepúch lámavý (Anguis fragilis). Okrem užovky obojkovej (Natrix natrix) bol v Nízkych Tatrách zaznamenaný aj výskyt vzácnej užovky hladkej (Coronella austriaca).
Bohato zastúpenou skupinou živočíchov Nízkych Tatier sú vtáky. Svojou zachovalosťou a rozľahlosťou poskytuje územie podmienky pre hniezdenie viacerých vzácnych druhov dravcov, lesných sov a spevavcov.
V území hniezdi najvýznamnejšia národná populácia orla skalného (Aquila chrysaetos), kuvika vrabčieho (Glaucidium passerinum) a kuvika kapcavého (Aegolius funereus). Osobitý význam má územie pre lesné kurovité druhy, žije tu najväčšia populácia tetrova hlucháňa (Tetrao urogallus) a tetrova hoľniaka (Tetrao tetrix) na Slovensku.
Z ďalších vzácnych druhov v Nízkych Tatrách žije bocian čierny (Ciconia nigra), orol krikľavý (Aquila pomarina), včelár lesný (Pernis apivorus) i výr skalný (Bubo bubo). Charakteristickými druhmi územia sú labtuška vrchovská (Anthus spinoletta) a vrchárka červenkastá (Prunella collaris), ktoré sú typickými bioindikátormi stavu alpínskych ekosystémov. V porastoch kosodreviny hniezdi stehlík čečetavý (Carduelis flammea). Jedinečným vtákom skalnatých stien a horských roklín Nízkych Tatier je nenápadný murárik červenokrídly (Tichodroma muraria).
Druhovo najpestrejšie sú lesné ekosystémy. V dutinách stromov hniezdia viaceré druhy ďatlov – ďateľ bielochrbtý (Dendrocopos leucotos), ďateľ veľký (Dendrocopos major), ďateľ čierny (Dryocopus martius), ďateľ trojprstý (Picoides tridactylus) či žlna sivá (Picus canus). Typickými druhmi listnatých a zmiešaných lesov sú: žltochvost lesný (Phoenicurus phoenicurus), brhlík lesný (Sitta europea), holub plúžik (Columba oenas) i vzácny muchárik bielokrký (Ficedula albicollis) a muchárik červenohrdlý (Ficedula parva). Charakteristickými druhmi ihličnatých lesov sú krivonos smrekový (Loxia curvirostra), králiček zlatohlavý (Regulus regulus), sýkorka chochlatá (Parus cristatus)či sýkorka uhliarka (Parus ater). V doline Svarínka v severovýchodnej časti Nízkych Tatier bolo v roku 1994 po prvý krát na Slovensku potvdené hniezdenie kolibkárika zeleného (Phylloscopus trochiloides).
Podhorské a horské vlhké lúky Nízkych Tatier sú domovom vzácneho chriašteľa poľného (Crex crex) i pŕhľaviara červenkastého (Saxicola rubetra). V poľnohospodárskej krajine podhoria prežíva čoraz vzácnejšia prepelica poľná (Coturnix coturnix). V otvorenej krajine s dostatkom stromovej a krovinatej zelene hniezdi strakoš sivý (Lanius excubitor). Symbolickým vtákom mnohých obcí v podhorí Nízkych Tatier je bocian biely (Ciconia ciconia).
V okolí horských riek možno pozorovať vodnára potočného (Cinclus cinclus), trasochvosta horského (Motacilla cinerea) aj vzácneho rybárika riečneho (Alcedo atthis). Relatívne novým obyvateľom Nízkych Tatier je červenák karmínový (Carpodacus erythrinus), ktorý hniezdi v alúviách Hrona a Váhu.
Pre mnohé ďalšie druhy vtáctva sa Nízke Tatry stávajú domovom len na krátky čas počas jarnej a jesennej migrácie. Dnes už len veľmi vzácne môžeme na ťahu pozorovať kulíka vrchovského (Charadrius morinellus), ktorého pravdepodobne posledné hniezdenie v oblasti Kráľovej hole sa datuje do roku 1866, aj keď jeho hniezdenie ani v súčasnosti nemožno úplne vylúčiť.
Pre svoju jedinečnosti a pestrosť avifauny bolo územie Nízkych Tatier zaradené medzi 38 navrhovaných chránených vtáčích území Slovenska.
Rozsiahle a pomerne zachovalé lesné spoločenstvá poskytujú prostredie pre život všetkých našich veľkých šeliem – vlk dravý (Canis lupus), medveď hnedý (Ursus arctos) i rys ostrovid (Lynx lynx).
Medveď hnedý v Nízkych Tatrách dosahuje najväčšiu populačnú hustotu na Slovensku s odhadovanou početnosťou 100 – 150 jedincov.
Z malých šeliem v podhorí prežíva čoraz vzácnejšia mačka divá (Felis silvestris). Zachovalé vodné toky sú domovom vydry riečnej (Lutra lutra). Región Liptova a Horehronie patrí k najvýznamnejším jadrovým územiam výskytu vydry na Slovensku. V minulosti sa na prítokoch horného Hrona vyskytoval i norok európsky (Mustela lutreola), o ktorého výskyte na Slovensku v súčasnosti nemáme žiadne údaje. Jeden z posledných výskytov na našom území je dokladovaný z oblasti Nízkych Tatier na Jasenianskom potoku z roku 1856. Bobor vodný (Castor fiber) vyhynul v tejto oblasti pravdepodobne v prvej polovici 19.storočia.
Medzi najznámejšie živočíchy Nízkych Tatier patrí kamzík vrchovský tatranský (Rupicapra rupicapra tatrica). Súčasná populácia kamzíka v Nízkych Tatrách žije vyše 30 rokov. Je potomstvom 30 jedincov, ktoré boli do tohto územia postupne umelo vypustené z Vysokých a Belianskych Tatier v polovici 70-tych rokov 20. storočia. Pôvodné kamzíky vyhynuli v území vplyvom klimatických zmien v období stredného holocénu. Reštitúcia bola úspešná a v súčasnosti v Nízkych Tatrách prežíva 95 až 100 jedincov.
Typickým obyvateľom alpínskeho pásma je svišť vrchovský (Marmota marmota). Centrálnu časť pohoria obýva pôvodný druh svišť vrchovský tatranský. Do oblasti Kráľovej hole bol koncom 19. storočia umelo vypustený svišť alpského pôvodu.
Doliny Nízkych Tatier poskytujú domov i poľovnej zveri, predovšetkým jelenej, srnčej a diviačej. Veľmi vzácne sa do územia zatúla los mokraďový (Alces alces).
Z drobných cicavcov alpínskeho pásma Nízkych Tatier je vzácny endemický hraboš snežný tatranský (Microtus nivalis mirhanreini), hrabáč tatranský (Pitymys tatricus) i piskor vrchovský (Sorex alpinus). V pásme lesa žije reliktná myšovka horská (Sicista betulina).
Množstvo jaskýň a skalných štrbín v pohorí Nízke Tatry podmieňuje hojný výskyt netopierov. Mnohé ďalšie druhy našli svoj domov v dutinách stromov či v štrbinách stavieb a v ľudských obydliach. Z Nízkych Tatier je známych 15 druhov, no ani toto číslo zrejme nie je konečné.