Nel territorio del Parco Naturale del Marguareis la biodiversità è ben rappresentata anche a livello di mammiferi: oltre alle quattro specie di ungulati, nell'area protetta vivono infatti una trentina di altre specie di mammiferi terricoli.

La volpe (Vulpes vulpes) è il più diffuso tra i carnivori predatori e, grazie alla sua adattabilità, frequenta praticamente tutti gli ambienti del Parco. Risulta estremamente diffusa anche se non di facilissima osservazione. Durante il periodo estivo, la sua attività è prevalentemente notturna, mentre durante l’inverno, le ridotte possibilità alimentari la costringono a un’attività più continua di ricerca del cibo anche durante il giorno. La volpe si sposta per lunghe distanze alla ricerca del cibo sfruttando spesso i sentieri e le piste forestali su cui lascia in evidenza le “fatte” con cui marca il proprio territorio, in inverno caratterizzate dalle bacche rosse del frutto della rosa canina. Scava profonde tane o utilizza grotte e anfratti rocciosi naturali.

Le grandi tane a volte vengono condivise “in condominio” con il tasso (Meles meles). L’alimentazione varia della volpe la rende estremamente adattabile alle più disparate condizioni ambientali. In territori protetti, come il Parco, gli equilibri della popolazione delle volpi vengono mantenuti, oltre che dalla predazione diretta dell’aquila e del lupo, soprattutto da malattie infettive, quali la rogna, che periodicamente ne riduce la consistenza numerica. La proverbiale “furbizia” della volpe ha un effettivo fondamento in riferimento ad alcune strategie. Basti pensare alla particolare abilità nel far aprire il riccio, strettamente appallottolato con gli aculei protesi in atteggiamento di difesa, utilizzando spruzzi di urina che inducono la povera preda alla fuga: a questo punto la volpe può attaccare il riccio sulla parte più vulnerabile, il ventre non protetto dalle spine.
Nel periodo degli amori dei fagiani di monte, la volpe si apposta nei pressi delle arene di canto per tentarne la cattura nelle ore notturne quando i “contendenti” sono già pronti alle parate nuziali. È anche in grado di catturare le trote che durante il periodo di frega si portano nelle zone di acqua bassa sui fondali ghiaiosi prossimi alla sponda per deporre; lo testimoniano le “spruzzate” di uova sulla neve che lasciano le malcapitate trote ormai in bocca a questo poliedrico predatore.

Nel Parco si trovano sei specie di mustelidi: sorta di “carnivori fantasma” che, ad eccezione dell’ermellino (Mustela erminea), generalmente meno diffidente, sono difficilissimi da avvistare. Le numerose “fatte”, gli escrementi, rinvenibili lungo i sentieri del Parco non sono sufficienti per determinare se si tratti di martora (Martes martes) o di faina (Martes faina). Entrambe sono presenti nel territorio protetto e certamente la prima trova un habitat ideale nelle foreste (Vallone Cavallo, Saut, Arpi, Colla di Carnino, Larzelle). La faina occupa spazi più aperti, ambienti rocciosi, e non disdegna di frequentare baite o vecchi essiccatoi. Il già citato ermellino si trova nelle pietraie a quote più elevate e ha nelle Alpi Liguri il proprio limite di distribuzione meridionale.

La donnola (Mustela nivalis), diffusa alle quote meno elevate, è stata osservata nelle Canavere, al Pian delle Gorre e a Carnino. Anche la puzzola (Mustela putorius), decisamente più rara, è stata avvistata di giorno, cosa piuttosto eccezionale, nei pressi del Vallone del Saut in zona Pian delle Gorre. Il tasso (Meles meles), è regolarmente diffuso, anche se piuttosto difficile da incontrare per le sue abitudini notturne: si tratta di un frequentatore del bosco onnivoro, che non disdegna incursioni nelle coltivazioni di piccoli frutti. Dotato di una formidabile dentatura e di un’indole piuttosto aggressiva, non esita ad affrontare anche animali temibili, come il lupo! Sono tipiche le impronte da plantigrado che ne rivelano i robusti unghioni. È stato segnalato sino ai 2000 metri in zona Selle Vecchie in alta Valle Tanaro.

La lepre comune (Lepus europaeus), un tempo diffusa dai prati di fondo valle ai pascoli alpini, è attualmente scomparsa dal settore del Parco della Valle Pesio, mentre nel versante della Valle Tanaro è ancora ben rappresentata. Questa singolare situazione deve far riflettere su come le popolazioni animali siano spesso più sensibili alle trasformazioni del loro habitat anziché all’azione dei predatori. La lepre comune, infatti, specie steppica per eccellenza, trovava sino a pochi decenni addietro condizioni ideali nelle colture di foraggi e cereali. Attualmente con il progredire inarrestabile del bosco le possibilità di sopravvivenza della lepre nei nostri contesti ambientali è da considerarsi estremamente ridotta. Fa eccezione il Vallone di Carnino in alta Valle Tanaro, in quanto la superficie a pascolo, un tempo terrazzata e coltivata a cereali, è ancora significativa. Due presenze caratteristiche del Parco sono poi la lepre variabile (Lepus timidus) affascinante ed elusiva, e un altro roditore talmente onnipresente e riconoscibile da essere diventato uno dei simboli dell’ambiente alpino: la marmotta (Marmota marmota).

Oltre alla presenza di altri roditori particolarmente diffusi, quali le arvicole terrestri, si segnalano le presenze del ghiro (Glis glis) e, nei boschi di latifoglie con diffuso sottobosco a nocciolo selvatico, del topo quercino (Eliomys quercinus).
Lo scoiattolo (Sciurus vulgaris), probabilmente per malattie che ne hanno ridotto drasticamente il numero in un recente passato, non è così diffuso come dovrebbe in un ambiente tipicamente forestale quale quello del Parco. Attualmente pare comunque in ripresa. È una specie essenzialmente diurna che vive in prevalenza sugli alberi e lascia evidenti tracce della sua presenza tramite i resti delle pigne rosicchiate che lascia cadere a terra. Si costruisce un nido alla biforcazione dei rami utilizzando rametti intrecciati con muschi e licheni. I suoi maggiori nemici sono alcuni rapaci notturni e soprattutto la martora.

L’indagine sulla presenza e distribuzione nel Parco dei mammiferi insettivori non è ancora completa. Gli avvistamenti e soprattutto il rinvenimento delle tracce sono comunque relativamente frequenti. Nelle fasce boschive più a bassa quota troviamo il riccio (Erinaceus europaeus). Per le sue abitudini notturne non è di facile osservazione: sono comunque inconfondibili le piccole impronte da plantigrado. Anche se preferibilmente si nutre di insetti, non disdegna vermi, chiocciole, anche bacche e frutti.
La talpa è regolarmente diffusa sino al proprio limite altitudinale. Sono noti a tutti i tipici accumuli di terriccio che testimoniano l’intricata rete di passaggi sotterranei che questo poderoso scavatore disegna nella frenetica ricerca del cibo. La talpa ha un metabolismo portentoso che la porta a consumare nelle 24 ore una quantità di cibo pari al doppio del proprio peso corporeo. Un animale che non ha mai bisogno di mettersi a dieta!
Anche il toporagno, che predilige ambienti relativamente umidi e con copertura arbustiva, è piuttosto frequente, mentre molto più raro è il mustiolo, il più piccolo mammifero vivente nel Parco con i suoi 2 grammi di peso.

Notevoli sono le presenze di chirotteri di cui si sta accertando la presenza per le varie specie che frequentano le numerose cavità naturali presenti all’interno del Parco.
Il ferro di cavallo maggiore (Rhinolophus ferrumequinus), pipistrello dalle preferenze cavernicole abbastanza diffuso anche se in concentrazioni non elevate, è stato osservato come svernante in diverse cavità. Con consistenze ben maggiori troviamo nella Grotta delle Vene in alta Valle Tanaro il Rhinolophus hipposideros, che in questa località ha forse la maggior colonia conosciuta in Italia (circa 120 animali). Otto esemplari di questa specie di pipistrello, catturati nel 1907 nei sotterranei della Certosa di Pesio, sono conservati presso il Museo naturalistico “G. Doria” di Genova. Recentemente è stato osservato nella grotta del Pis del Pesio il barbastello (Barbastella barbastellus), specie tipicamente forestale che sverna all’ingresso delle cavità ipogee adattandosi a temperature bassissime, prossime agli O°C. Anche l’orecchione (Plecotus auritus), uno dei chirotteri più frequenti in ambiente alpino, è stato osservato nel Parco. Nei pressi della Certosa è pure presente il pipistrello nano (Pipistrellus pipistrellus) che predilige ambienti antropizzati e si rifugia volentieri nelle cavità dei sottotetti.