Con el apoyo de la Agencia Española de Cooperación existe una estación biológica en el parque que hasta la fecha ha censado 36 especies de mamíferos, 147 de aves y 39 especies de anfibios y reptiles. Si bien el trabajo no está terminado, ya se han hallado especies endémicas como el ñeque de Coiba y el mono aullador entre los mamíferos, y el colaespina de Coiba entre las aves.
Pero las sorpresas en COiba no terminan ahí. Coiba es el único sitio en Panamá en el que hoy se pueden observar bandadas libres de las amenazadas guacamayas rojas.
El inventario cuenta también dos o tres especies de marsupiales, 30 de murciélagos, 2 de monos, 20 de roedores y 1 ó 2 de venados.
Los marsupiales registrados son las zorras visibles con frecuencia en las Playas de Machete y Playa Blanca, y una baja población del pequeño marsupial conocido como zorrita. Se ha observado también un marsupial de talla mediana que no ha sido identificado totalmente.
Sin lugar a dudas el ave emblema de Coiba es la guacamaya roja de gran aspecto y ruidoso comportamiento, fue muy perseguida por su elevado valor como mascota de compañía. En la playa es usual ver corretear a los chorlos y playeros de diversas especies. En las proximidades de las costas se ven los pelícanos y fragatas, en un mar abierto se observa paíños y piqueros. En las zonas pantanosas próximas a las desembocaduras de los ríos y en pequeños grupos se encuentran garzas y patos.
La isla es el refugio del gallinazo rey especie difícil de observar y conseguir en el continente.El mayor número de especies está representado por rapaces, palomas, loros, vencejos, colibríes y varios paceriformes como mosqueros, reinitas, tángaras, pinzones y en menor medida golondrinas y vireos. Es llamativa la ausencia de familias típicamente forestales como tanimúes, pavas y chachalacas, y lo escaso de carpinteros, horneros y hormigueros.
