U potpunosti je pretvoren u rezervat prirode, osnovan kako bi se zaštitila njegova jedinstvena svjetska populacija morskih sisavaca. Zbog toga je 1999. godine poluotok Valdes upisan je na UNESCO-vu popisu mjesta svjetske baštine.

Najprisutnije vrste morskih sisavca su južni morski lav (Otaria flavescens), južni morski slon (Mirounga leonina) i tuljan krznaš (Arctocephalus australis). Na njegovim obalama obitava najsjevernija populacija južnih morskih slonova koja broji preko 1000 jedinki i jedina je populacija u svijetu koja se povećava. No poluotok Valdes je i važno rasplodno mjesto ugroženih vrsta kao što je južni glatki kit (Eubalaena australis).

Velika raznolikost ptica (181 vrsta od kojih je 66 vrsta selica) na poluotoku se javlja na međuplivnim ravnim muljevitim obalama i obalnim lagunama. Mageljanov pingvin je najbrojnija vrsta s gotovo 40.000 aktivnih gnijezda raspoređenih među pet različitih kolonija. Na otoku se mogu pronaći i južnoamerički nojevi, nandui.

Kopneni sisavci su također u izobilju, poput velikih stada gvanaka i mara, argentinskog endema koji je ugrožen u drugim dijelovima zemlje.