Fågellivet på öarna i Djurö nationalpark är rikt. Typiska arter är storlom, flera andarter, kråka, korp samt fiskmås, gråtrut och tärna. Vitfågeln trivs särskilt bra och häckar i flera kolonier. Du kan även se fiskgjuse i nationalparken. 

Det finns också en rad olika marina arter, som havstrut och strandskata. Andra fågelarter knutna till vatten är till exempel gräsand, bläsand och storlom, och vadare som strandskata, strandpipare och drillsnäppa.

Det finns inte många däggdjur i Djurö nationalpark. Du kan få syn på dovhjort och hare, som planterades in på öarna under 1900-talet. Fladdermus och vattensork förekommer naturligt och det finns också en del groddjur och kräldjur. Vissa år har man också kunnat se räv i parken.