El parque nacional Lihué Calel tiene dentro de sus límites una zona con serranías bajas que aportan humedad, en medio de una estepa arbustiva amplia. Esto define un ambiente en donde habitan varias especies de fauna silvestre, muchas de las cuales se pueden observar al recorrer el parque por sus senderos.
Por la zona del camping es común que se asome de sus pequeñas madrigueras algún cuis chico (Microcavia australis), y por la noche salen las vizcachas (Lagostomus maximus) de las cuevas más grandes que están cubiertas de ramas. Muchas veces se acerca a los turistas algún zorro gris (Lycalopex gymnocercus), por lo que se recomienda no darle alimentos ni mucho menos intentar tocarlo.
Los guanacos (Lama guanicoe) se ven por todos lados, en particular por el cerro de la Sociedad Científica Argentina. Y las maras (Dolichotis patagonum) se observan frecuentemente cuando se transitan los caminos que atraviesan la estepa. Entre los felinos, el puma (Puma concolor) fue registrado algunas veces.
Con respecto a los reptiles, se suelen encontrar lagartijas verdes (Teius teyou) sobre las rocas. Por el contrario, una especie amenazada y que se ve poco es la tortuga terrestre (Chelonoidis chilensis).