Венерин башмачок настоящийНа территории памятника природы преобладают кленовые и ясеневые леса разнообразного состава. Встречаются участки липняков, отмечены заросли вяза. В травянистом ярусе господствуют неморальные виды — печеночница, хохлатка, медуница, чина и другие спутники широколиственных лесов. Среди них много первоцветов, распускающихся ранней весной, до появления листвы на деревьях, и придающих парку в это время года неповторимое очарование. Вершины холмов и наиболее крутые участки склонов заняты лугами, небольшую роль в составе растительности парка играют мелколиственные и кустарниковые сообщества.

Всего на территории памятника природы отмечено свыше 400 видов сосудистых растений, относящихся к 73 семействам. Из редких видов встречается венерин башмачок настоящий (Cypripedium calceolus), занесенный в Красную книгу РФ.

Фауна позвоночных животных Дудергофских высот небогата, но своеобразна и характеризуется присутствием как типичных таежных видов, так и обитателей широколиственных лесов. Орнитофауна насчитывает свыше 50 видов птиц, относящихся к 7 отрядам. Характерной особенностью является высокая численность на гнездовании щегла и зеленушки и наличие двух крупных грачиных колоний в долине между Вороньей и Ореховой горой. Из млекопитающих, помимо широко распространенных видов, встречаются ласка, горностай, лесной хорек. В небольшом пруду в Театральной долине обитает редко встречающийся на территории Санкт-Петербурга вид земноводных — гребенчатый тритон.