El complejo volcánico, gracias a su posición aislada y a la presencia de ecosistemas sea mediterráneos que continentales, constituye un importante cruce zoogeográfico. La vecindad a la faja costera, el hecho de ser el único relieve puesto al centro de la llanura campana, las favorables condiciones climáticas y la gran diversidad ambiental hacen de ello un importante área de parada y refugio por la fauna migratoria y han permitido, en un territorio de modesta extensión, la presencia de una interesante comunidad fáunica, protagonista, como las especies vegetales, de repetidas colonizaciones a consecuencia de las cíclicas erupciones del Vesubio.
Los aves son el grupo más representado en el área del Parque, con alrededor de 150 entre especies migratorias, invernantes o nidificantes. La vecindad a la costa favorece la parada de especie que, proviniendo del mar, localizan en el perfil del volcán un importante punto de referencia en proximidad de la costa y un lugar dónde estacionar después de haber atravesado el Mediterráneo. Algunas especies presentes son insertadas en la Directiva Hábitat como el Halcón (Falco peregrinus), que nidifica en las paredes interiores del Grande Cono.
Los reptiles encuentran en el complejo volcánico condiciones ideales para reproducirse y el Vesubio representa por lo tanto un área de gran importancia por la conservación de estos animales; son presentes con ocho especies, entre las que el más difuso es el inofensivo Culebra verdiamarilla (Coluber viridiflavus). La falta de aguas superficiales limita en cambio la presencia de anfibios; el sapo verde (Bufotes viridis), es difundido sobre las laderas orientales, septentrionales y occidentales del complejo volcánico; especie protegida por la Directiva “Hábitat”, presenta características manchas color verde esmeralda sobre la espalda y concentra el esfuerzo reproductivo en pocos días, en el período primaveral, explotando los charcos efímeros de las primeras lluvias.
Algunas especies de quirópteros presentes están en peligro de extinción y son protegidas por la Directiva “Hábitat”, finalizada a la conservación de especie y de ecosistemas considerados a riesgo a nivel europeo. La sola presencia de estas especies ha determinado la institución, en el área del complejo volcánico, de dos Sitios de Importancia Comunitaria (áreas SIC), cuya extensión coincide sustancialmente con el perímetro del área protegida.
Las intervenciones forestales del último siglo han transformado las comunidades de mamíferos presentes en área vesubiana. Hoy se han verificados 29 especies, casi todas de costumbres nocturnas, de las que 11 son representadas por murciélagos extremadamente importantes por el punto de vista de conservación.
Una reciente búsqueda ha permitido de censar 1229 especies de artrópodos, de las que muchas tienen relevante interés fáunico y/o biogeográfico, y algunas sólo están presentes sobre el complejo volcánico. Búsquedas profundizadas han sido conducidas sobre los lepidópteros: han sido censadas 44 especies de mariposas diurnas, que representan una población diferente con respecto de los demás macizos montañosos de Campania, por las particulares condiciones climáticas, geográficas y vegetales del complejo volcánico Somma-Vesubio.
