Im Nationalpark Stilfserjoch sind einige der seltensten Wildtiere der Alpen beheimatet.
So weist das Naturschutzgebiet eine der dichtesten Populationen an Murmeltieren oder Steinadlern im gesamten Alpenraum auf. Gegenwärtig kommen im Schutzgebiet mindestens 26 Steinadler-Paare vor, von denen acht im Südtiroler Anteil des Nationalparks brüten. Auch Steinböcke, Gämse und Rotwild tummeln sich hier, nachdem sie in den Zentralalpen zu Beginn des 20. Jahrhunderts fast ausgestorben waren. Ihren Platz gefunden haben im Nationalpark aber auch über 20 verschiedene Fledermausarten.

Einige Tierarten wurden aber aus ihrem angestammten Lebensraum vertrieben, wie der Bartgeier, der vor wenigen Jahrzehnten hier wieder eingeführt wurde. Damit gilt er als Symbol erfolgreicher Maßnahmen zum Schutze der Wildtiere in Europa.

Den Bartgeier mag dies wenig bekümmern, doch für die Bevölkerung ist der majestätische Vogel ein Emblem ihres Erfolgs im Naturschutz. Aus der ersten erfolgreichen Brut von 11 jungen Bartgeiern bis 2008 ist die Population inzwischen auf 27 Jungvögel angewachsen.

Seltener gesichtet werden dagegen die scheuen Jäger wie der Luchs, der Bär und der Wolf.