Гръбначни

 Земноводни и влечуги
Земноводните са зависими от наличието на вода за размножаване, а в някои случаи и като среда на живот. Тяхното обилие е значително по-високо във влажните, сенчести долове, севери склонове, мочурливи ливади и други влажни зони. Влечугите са значително по-често срещани по слънчеви, топли склонове, обрасли с храстова или рядка дръвесна растителност. Представителите и на Земноводните и Влечугите са важна хранителна база за много видове хищни бозайници, водоплаващи и хищни птици. До момента на територията на ПП Врачански Балкан са установени 11 вида земноводни 15 вида влечуги, някои от които са дъждовник (Salamandra salamandra), голям гребенест тритон (Triturus cristatus), обикновен тритон (Triturus vulgaris), жаба дървесница (Hyla arborea), кафява крастава жаба (Bufo bufo), шипобедрена костенурка (Testudo graeca), шипоопашата костенурка (Testudo hermanni), зелен гущер (Lacerta viridis), голям стрелец (Coluber jugularis), медянка (Coronella austriaca), пепелянка (Vipera amodytes) и др.
Видовото богатство е високо предвид географското положение на парка – разнообразни местообитания в широк височинен диапазон и открит карст.
От установените във Врачанска планина 26 вида земноводни и влечуги, 20 вида са защитени от закона за биологично разнообразие, всички видове са включени в Бернската конвенция, 20 вида са защитени по Директива 92/43 на ЕЕС и 2 вида са под защита на Конвенцията по международна търговия със застрашени видове от дивата флора и фауна. Местообитанията на северния и южния гребенест тритон , жълтокоремната бумка, двата вида сухоземни костенурки, както и обикновената блатна костенурка са приоритетни за опазване според Приложение 2 за Закона за биологичното разнообразие.

Птици
Изключително голям интерес представлява орнитофауната на парка - досега са установени над 180 вида птици, 157 вида са защитени от Закона за биологичното разнообразие, 38 вида от които са включени в Червената книга на България , а над 170 вида са от европейско природозащитно значение. На територията на парка се срещат два вида птици, на които подвидовете има са ендемични за Балканския полуостров – балканска чучулига и пъстрогуша завирушка. Врачански Балкан е важно място за гнездене на 120 вида птици, някои от които с висока плътност на популациите: черен щъркел (Ciconia nigra), белоопашат мишелов (Buteo rufinus), скален орел (Aquila chrysaetos) , обикновена ветрушка (Falco tinnunculus), чухал (Otus scops), зелен кълвач (Picus viridis), полска чучулига (Alauda arvensis), пъстър скален дрозд (Monticola saxatilis), червеногърба сврачка (Lanius collurio), кос (Turdus merula), поен дрозд (Turdus philomelos), имелов дрозд (Turdus viscivorus), и др.; Районът на парка е една от най-важните и представителни територии за България по отношение на гнездящите скалолюбиви видове птици. През парка преминава един от европейските миграционни пътища на птиците – VIA ARISTOTELIS.

Бозайници
По отношение на бозайната фауна Природен парк „Врачански Балкан” се отличава с относително голямо видово богатство, което може да се обясни с височинния градиент и най-вече с наличието на разнообразни местообитания: влажни и сухи широколистни гори, скални разкрития, карстови терени, ливади, пасища, крайбрежия на реки и др. От общо 36 вида бозайници, 9 са защитени на национално ниво (Червена книга на България, Закон за биологично разнообразие), 20 на европейско и 9 на световно ниво, някои от които са: горски сънливец, белогръд таралеж, язовец, видра, черен пор, дива котка, сърна и др.
Високата степен на окарстеност на Врачански Балкан, както и наличието на добра хранителна база от насекоми предполагат богатството на прилепната фауна. На територията на парка се намират част от най-забележителните прилепни пещери в България. Непещерните видове прилепи могат да бъдат наблюдавани в постройки, скални струпвания и др. Старите широколистни гори на парка са най-важното местообитание на редките Бехщайнов нощник и Широкоух прилеп. Досега на територията са установени 22 вида прилепи от общо 33 вида установени за България. От тях два вида са включени в Червената книга на България/1985, като редки; 20 вида са включени в “Червеният списък на застрашените видове на Международния съюз за защита на природата”(IUCN); Местообитанията на всички подковоноси са прироритетни за опазване според Приложение 2 на ЗБР. Защитени от Закона за опазване на биологичното разнообразие са 21 вида