Тваринний світ Мезинського НПП відзначається цінністю та видовим різноманіттям, про що свідчать виявлені 2850 видів, з яких 123 занесено до Червоної книги України (2021).
Фауна хребетних тварин досліджена досить непогано і становить 323 види: круглороті та риби – 47 вид, земноводні та плазуни – 19 видів, птахи – 209 види та ссавці – 47 видів.
Вздовж східного та південно-східного кордону парку несе свої води красуня Десна. Близько 50 км заплави річки ввійшло до території парку. Іхтіофауна Десни та заплавних водойм відрізняється великим різноманіттям. До звичайних видів належить щука (Esox lucius), плітка (Rutilus rutilus), верховодка (Alburnus alburnus), плоскирка (Blicca bjoerkna), головень (Squalius cephalus), білизна (Aspius aspius), окунь (Perca fluviatilis), йорж (Gymnocephalus cernuus), йорж-носар (Gymnocephalus acerinus). Менш численними є ялець звичайний (Leuciscus leuciscus), краснопірка (Scardinius erythrophthalmus), лин (Tinca tinca), лящ (Abramis brama), карасі срібний (Carassius gibelio) та звичайний (Carassius carassius), сом (Silurus glanis), в’юн (Misgurnus fossilis), підуст (Chondrostoma nasus). Рідкісними видами є минь річковий (Lota lota), судак (Sander lucioperca), в’язь (Leuciscus idus), синець (Ballerus ballerus), сопа (Ballerus sapa), чехоня (Pelecus cultratus). Одиничними екземплярами трапляється стерлядь (Acipenser ruthenus), марена дніпровська (Barbus borysthenicus) та мінога українська (Eudontomyzon mariae). Звертає увагу багаточисельність риб реофільного комплексу, таких як головень, білизна, йорж-носар, ялець звичайний, що є досить звичайними на території парку. Це свідчить про гарну збереженість корінного русла Десни.
Батрахо-герпетофауна парку налічує 12 видів земноводних та 7 видів плазунів. Звичайними можна назвати тритона звичайного (Lissotriton vulgaris), кумку (Bombina bombina), часничницю (Pelobates fuscus), ропух сіру (Bufo bufo), квакшу (Hyla arborea), комплекс зелених жаб (Rana ridibunda, Rana lessonae, Rana esculenta), трав’яну (Rana temporaria) та гостроморду (Rana arvalis), ящірку прудку (Lacerta agilis) та вужа звичайного (Natrix natrix). Рідкісними видами є тритон гребінчастий (Triturus cristatus), ропуха зелена (Bufo viridis), живородна ящірка (Lacerta vivipara), веретільниця ламка (Anguis fragilis), гадюка (Vipera berus), черепаха болотяна (Emys orbicularis) та мідянка (Coronella austriaca).
Найчисленнішою групою хребетних тварин фауни парку являються птахи. Орнітофауна доволі чітко розділяється на дві великі частини: комплекс птахів плакору та заплавний комплекс.
Широколистяні ділянки лісу населяють зяблик (Fringilla coelebs), співочий дрізд (Turdus philomelos), зозуля звичайна (Cuculus canorus), вільшанка (Erithacus rubecula), славка чорноголова (Sylvia atricapilla), вівчарик жовтобровий (Phylloscopus sibilatrix), великий строкатий дятел (Dendrocopos major) та соловейко східний (Luscinia luscinia). Зустрічаються горлиця звичайна (Streptopelia turtur) та середній дятел (Dendrocopos medius) – типовий мешканець дубових лісів. Для соснових насаджень характерні зяблик, щеврик лісовий (Anthus trivialis), синиця чубата (Parus cristatus), гаїчка-пухляк (Parus montanus), славка чорноголова, жовтобровий вівчарик, мухоловка сіра (Muscicapa striata), вівчарик-ковалик (Phylloscopus collybita). На узліссях тримаються шпак звичайний (Sturnus vulgaris), щиглик (Carduelis carduelis), вівсянка звичайна (Emberiza citrinella), одуд (Upupa epops). У крутих схилах ярів розміщають свої гнізда-нори ластівка берегова (Riparia riparia), кам’янка звичайна (Oenanthe oenanthe) та бджолоїдка звичайна (Merops apiaster), а в крутих берегах р. Десна – рибалочка блакитна (Alcedo atthis). З рідкісних хижих птахів на зазначеній території досить звичайним видом є шуліка чорний (Milvus migrans), також трапляються канюк звичайний (Buteo buteo), осоїд (Pernis apivorus) та чеглок (Falco subbuteo). Із сов зустрічаються сови вухата (Asio otus) та сіра (Strix aluco).
Ділянка заплави Десни має першочергове значення для перелітних гідрофільних птахів, що здійснюють сезонні переміщення по Дніпрово-Деснянському міграційному шляху. Багато птахів (гуси, качки, кулики тощо) використовують заплавні біотопи і як місця зупинок для відпочинку під час міграцій. З такою ж метою можуть використовувати цей відрізок долини Десни і птахи, що летять широтним Поліським міграційним шляхом. Крім того, по долині Десни в південному та північному напрямках проходить розселення деяких гніздових видів. Так, у північному напрямку розширюють свої ареали баклан великий (Phalacrocorax carbo), чапля велика біла (Egretta alba), крячок білощокий (Chlidonias hibrida), бджолоїдка звичайна, а на південь розселяються види північного походження – норець червоношийний (Podiceps auritus), свищ (Anas penelope), мородунка (Xenus cinereus), мартин сивий (Larus canus), мартин малий (Larus minutus), вівсянка-дібровник (Emberiza aureola). Заплава Десни відіграє також значну роль як одне з небагатьох постійних місць мешкання в Україні рідкісного кулика-дупеля (Gallinago media), що занесений до міжнародної Червоної книги МСОП та списку глобально вразливих птахів Європи.
Орнітофауна заплави Десни в межах Мезинського НПП в цілому є репрезентативною для ландшафтів річкових заплав Лівобережжя. Для неї характерні представники гідрофільного комплексу. Це чапля сіра (Ardea cinerea), бугай (Botaurus stellaris), лунь болотяний (Circus aeruginosus), курочка водяна (Gallinula chloropus), кулики, рибалочка блакитна, ластівка берегова, плиска біла (Motacilla alba), кобилочка річкова (Locustella fluviatilis), очеретянка лучна (Acrocephalus schoenobaenus), вівсянка-очеретяна (Emberiza schoeniclus). На лучних ділянках тримаються перепілка (Coturnix coturnix), деркач (Crex crex), жайворонок польовий (Alauda arvensis), плиска жовта (Motacilla flava), щеврик лучний (Anthus pratensis), чекан лучний (Saxicola rubetra). Ділянки заплави з деревно-чагарниковою рослинністю населяють припутень (Columba palumbus), одуд, іволга (Oriolus oriolus), шпак звичайний, сорока (Pica pica), ворона сіра (Corvus cornix), славка сіра (Sylvia communis), вівчарик-ковалик, вівчарик весняний (Phylloscopus trochilus), соловейко східний, дрізд-чикотень (Turdus pilaris), чечевиця звичайна (Carpodacus erythrinus), вівсянка звичайна.
Фауна ссавців парку досліджена в цілому непогано, лише мікромаммалії та рукокрилі потребують більш детального вивчення.
Із ссавців у лісових біотопах фон складають мишовидні гризуни, які є найбільш численними на ділянках, що прилягають до сільськогосподарських угідь та перелогів. До звичайних видів парку належать: їжак білочеревий (Erinaceus rumanicus), кріт європейський (Talpa europaea), бурозубка звичайна (Sorex araneus), куниця звичайна (Martes martes), лисиця звичайна (Vulpes vulpes), ласка (Mustela nivalis), заєць сірий (Lepus europaeus). Досить поширені в регіоні козуля європейська (Capreolus capreolus) та свиня дика (Sus scrofa). З видів Червоної книги України місцями зустрічається горностай (Mustela erminea), тхір лісовий (Mustela putorius) та видра річкова (Lutra lutra).
Безхребетні тварини відіграють величезну роль в природних біоценозах. Вивчення їх дуже важке в зв’язку з величезною кількістю видів та великим різноманіттям. Фауна безхребетних тварин Мезинського парку вивчена недостатньо. Відомо близько 2500 видів.
Тип Молюски нараховує 79 видів: 66 видів з класу Черевоногі молюски та 13 видів – Двостулкові молюски. Серед наземних молюсків в різних біотопах найбільш звичайними видами є янтарка звичайна (Succinea putris), равлик дерновий ребристий (Vallonia costata), агатівка звичайна (Cochlicopa lubrica), равлик конічний звичайний (Euconulus fulvus), равлик скляний звичайний (Vitrinia pellucida), цепея віденська (Cepea vindobonensis), равлик болотяний звичайний (Zonitoides nitidus) та ін. Водні молюски можуть утворювати великі колонії, що мають важливе значення в нагулі таких риб як лящ, головень, в’язь. Серед них найбільш поширеними є живородка справжня (Viviparus viviparus), бітинія щупальцева (Bithynia tenteculata), ставковик звичайний (Limnaea stagnalis), котушка рогова (Planorbis corneus), дрейсена (Dreissena polymorpha), представник родів перлівниця (Unio sp.) та беззубка (Anodonta sp.).
З типу Членистоногі, крім комах, відомо близько 70 видів – Павукоподібні – 61 вид, Зяброногі раки – 9 та Вищі ракоподібні – 7 видів.
Відомості про комах Мезинського національного природного парку та його околиць є в значній кількості публікацій. По ряду родин опубліковані досить повні списки, що при подальших дослідженнях зміняться мало; по ряду родин в літературі вказані по декілька видів, а по більшості родин та навіть рядів нема ніяких вказівок для парку. На сьогодні про якийсь більш-менш повний список комах говорити ще рано, для цього треба провести великі дослідження.
Ентомофауна Мезинського НПП нараховує близько 2200 видів з 13 рядів.
З ряду Одноденки зареєстровано 8 видів з 3 родин. Представники цієї групи комах відіграють величезну роль в водних екосистемах.
Ряд Бабки нараховує 42 види з 8 родин. З них дозорець-імператор (Anax imperator), кордулегастер кільчастий (Cordulegaster boltonii) та бабка перев’язана (Sympetrum pedemontanum) занесені до Червоної книги України.
Ряд Вуховертки нараховує 3 види в фауні парку. Вуховертка звичайна (Forficula auricularia) часто зустрічається в житлових будинках та господарських приміщеннях.
Представники ряду Прямокрилі відіграють значну роль в лучних біотопах та в агроценозах, серед представників ряду багато шкідників сільського господарства. Але фауна прямокрилих майже зовсім не вивчена. Достовірно відомі лише 13 видів з 5 родин. На луках та схилах пагорбів звичайним видом є цвіркун польовий (Gryllus campestris), в агроценозах та на луках – капустянка звичайна (Gryllotalpa gryllotalpa), по піщаним узліссям – кобилка голубокрила (Oedipoda coerulescens) та прус італійський (Calliptamus italicus).
До ряду Таргани належать 3 види з фауни парку, один – тарган рудий (Blattella germanica) є синантропним.
Ряд Богомоли представлений єдиним видом – богомолом звичайним (Mantis religiosa), комахою екзотичного вигляду.
Ряд Напівтвердокрилих нараховує 123 види з 28 родин. Серед них є серйозні шкідники лісового та сільського господарства: черепашка маврська (Eurygaster maura), черепашка австрійська (Eurygaster austriacus), підкорник сосновий (Aradus cinnamoneus). В заплаві Десни та в вологих місцях на вербах часто можна помітити білі пінні маси на гілочках – це «будиночки» личинок пінявок (Aphrophora sp.). На стеблах кропиви можна знайти білих комашок – червчиків кропив’яних (Orthezia urticae).
Відомості про жуків багаточисельні, але дуже фрагментарні. Відомо близько 1270 видів з 66 родин. 9 видів твердокрилих занесені до Червоної книги України: красотіл пахучий (Calosoma sycophanta), поводень дволінійчастий (Graphoderus bilineatus), плавунець широкий (Dytiscus latissimus), стафілін волохатий (Emus hirtus), жук-олень (Lucanus cervus), жук-самітник (Osmoderma barnabita), вусач-червонокрил Келлера (Purpuricenus kaehleri), вусач мускусний (Aromia moschata) та вусач-хрестносець (Dorcadion equestre). Цікавими є знахідки гноєїда схожого (Onthophagus similis), восковика перев’язаного (Trichius fasciatus), ковалика червоного (Elater ferrugineus), лептури червоногрудої (Leptura thoracica) та золотистосмугої (Leptura aurulenta).
Відомості про перетинчастокрилих майже відсутні. Відомо 134 видів з 20 родин. Найкраще досліджені родина справжні бджоли та мурашки. 8 видів занесені до Червоної книги України: мегариса перлата (Megarhyssa perlata), сапіга-полохрум (Polochrum repandum), сколія-гігант (Megascolia maculata), лярра анафемська (Larra anachema), бджола-тесляр звичайна (Xylocopa valga) та райдужна (Xylocopa iris), джмелі моховий (Bombus muscorum) та пахучий (Bombus fragrans).
Так само не вивчені Двокрилі. Відомо 122 види з 8 родин. Один вид – ктир шершнеподібний (Asilus crabroniformis) занесений до Червоної книги України.
Представники ряду Блохи відіграють важливу роль в поширенні зоонозних інфекцій, але вони зовсім не вивчені. Відомо лише 2 види: блоха собача (Ctenocephalides canis) та блоха котяча (Ctenocephalides felis).
Лускокрилі або метелики складають вагому частку ентомофауни парку – 454 види з 21 родини. Але 17 видів потребують охорони та внесені до Червоної книги України: пістрянка весела (Zygaena laeta), сатурнія велика (Saturnia pyri), бражник дубовий (Marumba quercus), бражник скабіозовий (Hemaris tityus), поліксена (Zerynthia polyxena), мнемозина (Parnassius mnemosyne), жовтюх шапранець (Colias myrmidone), перлівець Евномія (Boloria eunomia), стрічкарка тополева (Limenitis populi), Авринія (Euphydryas aurinia), Матурна (Euphydryas maturna), ведмедиця-хазяйка (Callimorpha dominula), плямиста (Chelis maculosa) та чиста (Watsonarctia deserta), аритрура мишаста (Arytrura musculus), стрічкарка орденська малинова (Catocala sponsa) та каптурниця срібна (Cucullia argentea).
Ряд Скорпіониці представлений одним видом – скорпіонницею звичайною (Panorpa communis).
Ряд Сітчастокрилі представлений в фауні парку 5 видами – чотирма видами золотоочок та мурашиним левом (Myrmeleon formicarius). Ямки-пастки личинок останнього виду можна часто помітити на піщаних дорогах в соснових борах.
Таким чином фауна Мезинського парку потребує вивчення, особливо безхребетні тварини. Без сумніву, що в результаті подальших досліджень список виявлених видів збільшиться не менше, ніж в 3 рази.
