En av de sjeldneste pattedyrene som fremdeles finnes i Pendjari, er nordvestafrikansk gepard (). Men katten er veldig sjelden nå selv i nasjonalparken. Det var kanskje bare 5-13 individer igjen i nasjonalparken, inkludert nærliggende W nasjonalpark, i 2007. Løvebestanden i Pendjari og tilstøtende W nasjonalpark er på om lag 100 dyr, og er muligens den største i hele vest-eller Sentral-Afrika. Påfallende er det at hannløvene i Pendjari har liten eller ingen manke.