Разнообразието от безгръбначни животни в Парка е голямо и не е изцяло проучено. Установени 2387 вида и подвида безгръбначни животни, при това само от групите първаци, кръгли червеи, тардигради, паякообразни, многоножки, насекоми и мекотели. От тях 261 са особено редки, 86 се срещат само на Балканския полуостров, 52 – само в България, а 29 вида обитават единствено Средна Стара планина и никъде другаде по света.В европейски червени книги са включени Eresus cinnaberinus  (Araneae), Balea perversa, Helix pomatia (Mollusca). С най- голямо видово разнообразие се характеризират буковите гори. Безгръбначните в тях са почти два пъти повече за сметка на смесени мезофилни гори, иглолистни гори или субалпийска растителност.

Известни са около 1598 вида и подвида насекоми. Предвижда се при по- задълбочено проучване броят им да се увиличи до 3200. Представени са от 17 разреда и 150 семейства и съставляват 7,9 % от ентомофауната на страната ни. Ендемични са 113 вида (13,9 % от ендемитите на България) като 62 са балкански, 31 български и 20 локални ендемита. Установени са 96 реликтни форми- 92 глациални и 4 предглациални. За редки са приети 64 таксона. Най- богати са следните разреди- Coleoptera, Heteroptera, Diptera, Lepidoptera. Сред локалните ендемити са: Isophya pravdini pravdini, Isophya pravdini bazyluki, Eupholidoptera beybienkoi (Orthoptera), Duvalius regisborisi (Coleoptera), Erebia cassioides kinoshita (Lepidoptera).    

Централен Балкан е с глобално значение за опазването на 19 световно застрашени вида безгръбначни животни. 36 вида са включени в световни и европейски списъци на застрашени видове. 10 вида са защитени в България. С висока консервационна значимост са: бръмбар гъсеничар, аполонова пеперуда, българска еребия, родопска сенница, лилава върбова пеперуда, седефка.

Централен Балкан - основен район за дневните пеперуди в България ...