Шуменското плато е привлекателно местообитание за много представители на животинския свят. Зоолозите са наблюдавали в парка 109 вида гръбначни животни. От тях 28 вида са бозайници, 61 вида птици, 14 вида влечуги и 6 вида земноводни. Най-често срещаният представител от клас земноводни е жабата дървесница (Hyla arborea). Често се среща и горска дългокрака жаба (Rana dalmatina). По влажните места и водоеми се срещат голяма водна жаба (Rana ridibunda) и дъждовник (Salamandra salamandra), привличащ погледа с ярката си жълточерна окраска.

От влечугите са представени кримският гущер (Lacerta taurika), горският гущер (Lacerta praticola) и зеленият гущер (Lacerta viridis). Сухите и каменисти места на платото са обитавани от отровната пепелянка (Vipera ammodites). Шуменското плато е едно от двете находища в нашата страна на урсиниева усойница (Vipera ursinii racosi ensis). За последен път тя е била улавяна през 1932 г. Бозайниците са представени от някои обикновени за страната видове - таралеж (Erinaceus concolor), язовец (Meles meles), белка (Martes foina), лисица (Vulpes vulpes), гризачи и др.

За съжаление близостта на гр. Шумен и голямата посещаемост на парка са причина за чувствителното обедняване на фауната. Към изчезналите видове се причисляват урсиниевата усойница (Vipera ursinii racosiensis) и египетският лешояд (Neophron pernopterus). След 1980 г. няма данни и за малкия креслив орел (Aquila pomarina), осояда(Pernis apivorus), пъстрия пор (Vormela peregusna) и добруджанския хомяк (Mesocricetus newtoni).