Na obszarze PN Cát Tiên stwierdzono występowanie 159 gatunków ryb, w tym sumokształtnego Hemibagrus nemurus (bagrowate) i węgorza ryżowego (Monopterus albus). Najlepiej poznanym rzędem owadów na terenie parku są motyle (Lepidoptera). Spotykani są m.in. przedstawiciele rodzajów Eurema i Ixias (bielinkowate), Cyrestis nivea, Vindula dejone oraz Lexias dirtea, łącznie 439 gatunków. Najpowszechniejszym gatunkiem termita w tym parku narodowym jest Macrotermes carbonarius; stwierdzono 751 gatunków owadów.
Awifauna W parku narodowym stwierdzono 318 gatunków ptaków. Z obszarem PN częściowo pokrywa się obszar Important Bird Area o nazwie Nam Cat Tien, wytyczonego w roku 2002 przez BirdLife International. Do krytycznie zagrożonych gatunków należy ibis szarogłowy (Pseudibis davisoni), występuje także zagrożony paw złoty (Pavo muticus) oraz narażony marabut jawajski (Leptoptilos javanicus). Spotykane są także trzy gatunki kurtaczków – kurtaczek niebieskoskrzydły (Hydrornis soror), kurtaczek prążkowany (Hydrornis elliotii) oraz kurtaczek modroskrzydły (Pitta moluccensis).