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.

Дудергоф. Театральная долина. Открытка нач. XX в.Начало освоению живописной Дудергофской возвышенности было положено в первой половине XIX века. В то время горы были покрыты хвойными, преимущественно еловыми лесами с участием широколиственных пород и неморальными видами в травянистом ярусе. Такие черты в растительном покрове, характерные для более южных широт, были обусловлены природными особенностями территории — в первую очередь контрастным рельефом и богатыми дерново-карбонатными почвами на известняках.

Швейцарский домик (не сохранился). Открытка нач. XX в. В 1820—1830 годах по указу супруги императора Николая I Александры Федоровны на Дудергофских высотах был устроен парк — проведены ландшафтные рубки и посадки декоративных древесных пород и кустарников, проложены пейзажные дорожки, устроены лестницы из камня. На случай визита высочайших особ на вершине Ореховой горы в 1826 году был построен Швейцарский домик (к настоящему времени сохранился только его фундамент). Ниже, в долине, получившей потом название Театральная, в то же время возвели Молочный домик и караульню для сторожей (не сохранились). С конца XIX века Дудергоф становится одним из известных дачных пригородов Петербурга, популярным местом отдыха на природе, а также ботанических экскурсий у просвещенной части населения. Не уменьшилась посещаемость парка и после революции.

Во время Великой Отечественной войны растительности высот был нанесен колоссальный урон. Ожесточенные бои в 1941 и 1944 годах с применением танков, артиллерии и авиации оставили от живописного парка лишь редины и заросли молодняка с отдельно стоящими старыми деревьями. После войны в благоприятных световых и почвенных условиях началось активное возобновление широколиственных пород, прежде всего клена, ясеня и липы, ранее представленных лишь небольшой примесью к коренным сосново-еловым лесам. Одновременно разрослись кустарники, в первую очередь орешник, и в результате за несколько десятилетий на Дудергофских высотах сформировался уникальный «островок» широколиственного леса, резко отличающийся от растительности южной тайги, свойственной нашим широтам.

В 1988 году Дудергофский парк, получивший при советской власти название Нагорный, был взят под охрану как памятник истории и культуры. В 1990 году Дудергофские высоты, наряду с другими ансамблями и достопримечательными местами окрестностей Санкт-Петербурга, были внесены в Список Всемирного наследия ЮНЕСКО. В 1992 году Решением малого Совета Санкт-Петербургского городского Совета народных депутатов парк был объявлен памятником природы — особо охраняемой природной территорией регионального значения.