Le Madonie rivestono notevole interesse anche per la presenza faunistica. Qui, infatti,
vivono quasi tutte 1e  specie animali oggi
esistenti in Sicilia.
Nel secolo scorso sono scomparsi i grandi mammiferi come il Daino, il Cervo e il Cinghiale (di cui sono rimasti alcuni toponimi). Il Lupo, l'altro grande mammifero, si estinse nei primi decenni di questo secolo. Scomparse le sue prede naturali, infatti, per sopravvivere iniziò a predare pecore e capre, gli erbivori domestici. L'uomo, per difendersi dai continui attacchi che provenivano dall'animale, utilizzò ogni mezzo per ucciderlo, fìno a provocarne la definitiva estinzione. Oggi si sta cercando di creare le condizioni ottimali per reintrodurre le varie specie estinte. Diversi esemplari di Daino si possono ammirare in una zona di ripopolamento, gestita dall'Azienda Foreste Demaniali, a Piano Zucchi.
Tra i mammiferi oggi presenti ricordiamo: la Volpe una delle specie più comuni, spesso si spinge fino alla periferia dei centri abitati in prossimità dei cassonetti dell'immondizia alla ricerca del cibo; la Donnola, piccola e agile. conosciuta con il nome locale di Piddotta. molto temuta dagli agricoltori per le stragi di pollame e conigli che infligge; la Martora, anch'essa molto agile, anche se di dimensioni maggiori; il Gatto selvatico, unico felino presente in Sicilia.
Il Gatto selvatico, contrariamente a quanto si può pensare, non ha niente a che vedere con un comune gatto domestico rinselvatichito. Da quest'ultimo, infatti, si distingue per la coda grossa e folta per tutta la sua lunghezza, per la testa grossa con striature longitudinali verso le scapole e per la presenza, sulla coda, di alcuni anelli neri.
Continuando la lista delle specie animali più significative che vivono allo stato selvatico troviamo: l'Istrice, dalla forma inconsueta e originale, localmente chiamato Puarcuspinu, molto comune anche se difficile da osservare per le sue abitudini notturne; il Coniglio selvatico, molto comune, vive in lunghe e tortuose gallerie scavate sottoterra; il Ghiro, spesso scambiato, per la folta e pelosa coda, con lo Scoiattolo (animale tra l'altro del tutto assente in Sicilia il Moscardino, molto raro; il Riccio dai caratteristici aculei appuntiti, molto comune, e alcuni piccoli roditori come il Quercino e il Topo selvatico.
Tra gli uccelli sono scomparsi, tra la metà del secolo scorso e la metà del presente, il Gipeto, il Grifone e il Gufo reale.
Oggi, se si è fortunati, si possono osservare:
il Capovaccaio, il più piccolo tra gli avvoltoi che arriva dall'Africa centrale nel mese di marzo e riparte tra settembre e ottobre; l'Aquila reale, con una apertura alare di circa due metri, e la più piccola Aquila del Bonelli che costruisce il nido su pareti rocciose spesso inaccessibili e celati da grossi arbusti; il Falco pellegrino in grado di raggiungere in picchiata la velocità di 250 chilometri all'ora e poi ancora il Lanario, il Gheppio, il Lodolaio, lo Sparviero, la Poiana, il Nibbio reale, e tra i notturni l'Allocco, la Civetta, l'Assiolo, il Barbagianni, il Gufo comune.
Numerosi sono anche le specie di uccelli che vivono nella macchia mediterranea e nel bosco, a cui sono strettamente legati, o negli ambienti rocciosi.
Tra essi ricordiamo lo Scricciolo, la Cinciallegra, la rinciarella, il Rampichino, il Merlo, il Picchio rosso maggiore, il Picchio muratore, il Passero solitario e poi alcuni corvidi come il Corvo imperiale e il Gracchio corallino.
Da novembre a marzo nei boschi è abbastanza diffusa la Beccaccia, considerata la regina del bosco. Presente tra le vette di questi monti anche la Coturnice ormai scomparsa o rarefatta in molte aree della Sicilia.
Ben diffuse anche diverse specie di rettili e anfibi come: la Lucertola campestre, la Lucertola siciliana (endemica della nostra regione), il Ramarro, il Rospo, la Rana verde, il Discoglosso, il Gongilo, conosciuto con il termine dialettale di tiru, la Luscengola dalle zampe pressoché atrofizzate, il Geco detto in dialetto cammarasala e poi diversi serpenti come il Biacco, il Saettone, la Biscia d'acqua e la Vipera, l'unico serpente velenoso della Sicilia. Tra gli invertebrati, circa 30 sono endemici. Tale numero potrebbe aumentare di molto se, in futuro, verranno intensificate le ricerche.
Il caso più interessante di endemismo è rappresentato dalla bella Parnassio Apollo di Sicilia, una farfalla che vive solo su alcune delle vette più alte delle Madonie.