En el pasado, la región fue habitada por los ahonikenk. Rastros de esta cultura pueden ser encontrados abundantemente, en forma de puntas de flecha labradas.
En 1520 sus costas fueron reconocidas por la expedición al mando de Fernando de Magallanes, en el siglo XVIII los españoles fundaron la Guardia de San José, entonces pequeña población civil compuesta en gran parte por maragatos.
Inicialmente las relaciones entre los ahonikenk y los españoles fueron pacíficas pero luego se produjo una escalada de altercados probablemente ocasionados por la competencia en el aprovechamiento de los recursos de la zona o porque los originarios al desconocer el sistema de propiedad privada sustraían bienes que eran propiedad de los colonos y estos les reprimieron, como sea la reacción originaria se produjo aprovechando la distracción de los españoles durante una celebración religiosa, siendo entonces destruida la población y el fuerte en 1810.
Solo a mediados del siglo XIX la zona comenzó a ser poblada definitivamente por ciudadanos argentinos.
Adaptadas al ambiente estepario se encuentran maras ("liebres patagónicas"), algunos guanacos, zorros, culpeos, choiques ( o "avestruz patagónico"), zorrinos, armadillos como el Zaedyus pichiy, y gran cantidad de diferentes especies de aves entre las que se destacan los pingüinos de Magallanes, las gaviotas (en especial la especie Larus dominicanus), caracaras, caranchos, chimangos, elefantes marinos y lobos marinos; por otra parte los pumas, yaguares ycóndores que llegaban a merodear hasta estas costas patagónicas fueron exterminados a fines del siglo XIX.
En las costas la fauna marina es abundante y variada, incluyéndose Ballenas Francas, que llegan a sus costas a aparearse, y todo tipo de delfines, como Toninas Overas, Orcas y Delfines Mulares. Por ley provincial, se ha creado el Área Natural Protegida Península Valdés, que comprende su espacio terrestre, áereo y una franja de tres millas marinas a su alrededor.
La península tiene una peculiar situación climática, pues está a la pluvisombra de la cordillera de los Andes, y además recibe los beneficios de su cercanía con el mar, aumentados por su forma de hongo que incrementa su línea costera. El panorama parece estéril a primera vista pues es llano y con vegetación predominantemente arbustiva y espinosa. Sin embargo, la península atrae cantidades descomunales de especies animales, y resulta una colección de ecosistemas que maravillan a turistas e investigadores científicos.
