Der Kaziranga-Nationalpark ist die Heimat von 35 wichtigen Säugetieren. Darunter sind 15 Säugetiere, die unter dem höchsten Schutz in Indien stehen. Das Einhornnashorn, der Königliche Bengalische Tiger, der Asiatische Elefant, der Wildwasserbüffel und der Sumpfhirsch werden gemeinsam als die "Großen Fünf" von Kaziranga bezeichnet. Darüber hinaus gibt es Gaur, Faultiere, Nebelleoparden, Wildschweine und verschiedene Hirscharten. Zu den kleinen Säugetieren gehören der seltene Hasen, Mangusten, Zibetkatzen, Schuppentiere und Dachse. Der Park ist auch die Heimat mehrerer Primaten. Dazu gehören Makaken, Lutungen, der Bengalische Loris und der einzige Affe in Indien - der Huflattich. Die Flüsse von Kaziranga sind die Heimat des vom Aussterben bedrohten Ganges-Delfins.
Mehr als 490 Vogelarten leben in Kaziranga, darunter 24 weltweit bedrohte Arten. Der Park ist bekannt für seine nistenden Kolonien von Fleckschnabelpelikanen und Adjutanten. Zu den Wasservögeln, die in Kaziranga brüten oder Kaziranga durchqueren, gehören mehrere seltene Arten von Gänsen (Zwerggans) und Enten (eisenhaltige Tafelente, Baers Tafelente). Andere seltene Flussvögel sind Eisvögel, Reiher, Stelze und Seeschwalben. Zu den Raubvögeln gehören der seltene östliche Kaiseradler, andere Adler und der Rötelfalke.
Zwei der größten Schlangen der Welt, die Netzpython und die Felsenpython, sind innerhalb des Parks weit verbreitet. Auch die Königskobra, die Indische Kobra, die Russell'sche Viper und der Krait sind hier zu Hause. Fünfzehn Schildkrötenarten leben in Kaziranga. 42 Fischarten kommen im Gebiet Kaziranga vor, darunter der ungewöhnliche Kugelfisch.