Зоологічні дослідження на території парку проводились з часу його створення силами працівників лісництв та узагальнювались інженером-мисливознавцем. В часи становлення парку на його території працювали співробітники Інституту зоології ім. І.І. Шмальгаузена і матеріали їх досліджень висвітлені у монографії «Природа Карпатського національного парку» (1993).
З 1986 року у штаті наукового відділу працював зоолог, і у 2003 році була створена зоологічна лабораторія з метою вивчення біорізноманіття тваринного світу, забезпечення постійного спостереження за елементами екології, морфології та індивідуальних особливостей представників тваринного світу, розробки наукових основ охорони дикої фауни, збереження генофонду рідкісних та зникаючих видів тварин.
Основні напрями наукових досліджень визначаються у наукових програмах, темах і окремих планах науково-дослідних робіт, що затверджуються в установленому порядку.
Відповідно до покладених на науковий відділ завдань лабораторія проводить дослідження:
За ссавцями:
– відносний зимовий облік ссавців за слідами і результатами їх життєдіяльності;
– абсолютний облік лисиці та борсука (хижаків-норників) у весняно-літній період (виявлення і підрахунок зайнятих цими нір);
– відносний облік біляводних видів куницевих
– відносний обліку дрібних ссавців ловчими канавками, пастками типу Геро та живоловушками;
– відносний облік чисельності оленя карпатського під час гону.
За птахами:
– обліку птахів в гніздовий період на стаціонарних маршрутах або пробних площ;
– обліків тетеревиних птахів на маршрутах;
– обліки птахів на постійних маршрутах вздовж берегових ліній водойм;
– сезонні міграції;
– методом крапкового обліку сов, шляхом реєстрації голосів;
– інвентаризація видового складу;
– заселення штучних гніздівель;
– спостереження за проходженням фенологічних у легко діагностованих видів.
За земноводними та плазунами:
– відносна чисельність земноводних (плазунів) на постійних маршрутах.
За рибами:
– відносна чисельність на постійних маршрутах під час нересту підуста та форелі.
За безхретними тваринами:
– метод відносного обліку населення безхребетних трав'яного ярусу (косіння ентомологічним сачком);
– відносний облік безхребетних, що мешкають на поверхні грунту, передусім, жуків (пастки Барбера);
– відносний облік літаючих форм безхребетних, що активні у темний час доби (багато видів метеликів та жуків) (за допомогою світлових пасток);
– абсолютний облік безхребетних поверхні грунту, трав'яного покриву або чагарникової рослинності (за допомогою біоценометру) (Фасулати, 1971);
– прямого візуального обліку комах на стаціонарних ділянках (джмілів, бджіл, ос, великих метеликів та двокрилих)
– абсолютний облік ґрунтової мезофауни (жуки, багатоніжки, кільчасті черви тощо) (метод ґрунтових розкопок).
– відносні обліки чисельності стовбурових шкідників (використання феромонних пасток).
– облік абсолютної чисельності гнізд перетинчастокрилих (звичайна руда лісова мурашка).
Працівниками зоологічної лабораторії проводяться роботи згідно затверджених розділів Літопису природи: «Фауна»; «Збереження видів рослин і тварин, природних середовищ, що занесені в чинні для України міжнародні переліки»; «Аналіз результатів та перспективи наукових досліджень та Участь у виконанні міжнародних конвенцій».
Склад лабораторії: завідувач лабораторії, 1 науковий і 3 молодші наукові співробітники.
За час функціонування Карпатського національного природного парку працівниками зоологічної лабораторії проводились та проводяться дослідження за такими науковими темами:
2001 – 2005 р.р.: «Наземна мезофауна у насадженнях з участю бука лісового (Fagus sylvatica L) на території КНПП» (виконавець: Тимочко В. Б.)
2001 – 2005 р.р.: «Роль рідкісних видів тварин у розширенні природно-заповідної мережі території Яремчанської міської Ради» (виконавці: Киселюк О. І., Гринішак М. Л., Стефанюк В. Ю.).
2007 – 2011 р.р.: «Закономірності зміни угруповань модельних груп мезофауни ялинових лісів внаслідок проведення реконструктивних рубок Карпатського національного природного парку» (виконавці: Тимочко В.Б., Лазарович Р.В., Грицюк І.В.)
Науково-прикладні теми:
1997 р.: «Визначення фактичних місць концентрації парнокопитних тварин та необхідність проведення біотехнічних міроприємств» (виконавці: Киселюк О. І., Косило Р. Д., Яківчук І. М., Гринішак М. Л.).
1999 р.: «Міграція копитних по границях парку та попередня бонітіровка мисливських угідь КНПП» (виконавці: Киселюк О. І., Гринішак М. Л., Гаврилюк Б. Ю.).
1999 р.: «Залежність нересту форелі від гідрологічних показників річок Карпатського НПП: (виконавці: Киселюк О. І., Тимчук Я. Я., Гринішак М. Л.).
2000 р.: «Бонітування мисливських угідь Карпатського НПП» (виконавці: Киселюк О. І., Гринішак М. Л., Гаврилюк Б. Ю.).
2001 р.: «Шляхи збереження лісових масивів парку від шкідників» (виконавець: Тимочко В.Б.).
2002 р.: «Лісова пожежа як причина зміни чисельності мезофауни безхребетних» (виконавець: Тимочко В.Б.).
Працівники зоологічної лабораторії є авторами біля 250 наукових праць, в тому числі співавторами 13 монографій.
Співробітники лабораторії зоологічних досліджень
Тимочко Володимир Богданович - завідувач зоологічної лабораторії Карпатського національного природного парку. Автор біля 50 публікацій, у тому числі співавтор 4 монографій. Наукові інтереси: фауна та екологія мезофауни безхребетних Карпатського НПП.
Грицюк Іван Васильович - молодший науковий співробітник зоологічної лабораторії Карпатського національного природного парку. Автор біля 15 публікацій, у тому числі співавтор 2 монографій . Наукові інтереси: дослідження герпетофауни Карпатського НПП.
Стефанюк Христина Богданівна - молодший науковий співробітник Карпатського національного природного парку з 2003 року. Здійснює комплексні дослідження за наземною малакофауною. Автор та співавтор 15-ти наукових публікацій, в тому числі монографії.
Стефанюк Василь Юрович - науковий співробітник Карпатського національного природного парку. Здійснює комплексні дослідження орнітофауни КНПП. Автор та співавтор 18-ти наукових публікацій, в тому числі 2 монографій.