Kaziranga Nationaal Park is het thuis van 35 belangrijke zoogdieren. Hiertoe behoren 15 zoogdieren die de hoogste bescherming genieten in India. De eenhoornige neushoorn, de Koninklijke Bengaalse tijger, de Aziatische olifant, de wilde waterbuffel en het moerashert staan samen bekend als de "Grote Vijf" van Kaziranga. Daarnaast zijn er gaur, lippenbeer, nevelpanter, wild zwijn en verschillende hertensoorten. Kleine zoogdieren zijn de zeldzame haas, mangoesten, civetkatten, schubdieren en dassen. In het park leven ook verschillende primaten. Deze omvatten makaken, lutungs, de Bengaalse langzame lori, en de enige aap in India - de hoolock gibbon. De rivieren van Kaziranga zijn de thuisbasis van de bedreigde Ganges dolfijn.
Meer dan 490 vogelsoorten leven in Kaziranga, waaronder 24 wereldwijd bedreigde soorten. Het park staat bekend om zijn broedkolonies van Spot-billed Pelicans en Adjutants. Tot de watervogels die in Kaziranga broeden of er passeren behoren verschillende zeldzame ganzensoorten (kleine kolgans) en eenden (ijzerhoudende pochard, Baer's pochard). Andere zeldzame riviervogels zijn ijsvogels, reigers, scholeksters en sterns. Roofvogels zijn de zeldzame keizerarend, andere arenden en de kleine torenvalk.
Twee van de grootste slangen ter wereld, de reticulated python en de rotspython, komen in het park voor. Het is ook de thuisbasis van de koningscobra, Indische cobra, Russell's adder en de gewone krait. Vijftien soorten schildpadden leven in Kaziranga. 42 soorten vissen worden gevonden in het Kaziranga gebied, waaronder de ongewone kogelvis.