W dolinie stwierdzono występowanie 30 gatunków ptaków, w tym pliszki górskiej i rzadkiego pluszcza.
Górną część Pienińskiego Potoku, na odcinku pomiędzy Bajkowym Groniem a polaną Wyrobek, na wysokości 678 m przekracza żółty szlak turystyczny z Krościenka na przełęcz Szopka. Znajdują się tutaj ławki dla turystów, tablica Pienińskiego Parku Narodowego i drewniana rynna, która płynie woda z Pienińskiego Potoku. Tworzy on tutaj niewielkie rozlewisko z młaką eutroficzną, na której dominują takie gatunki roślin, jak: kozłek całolistny, knieć błotna i turzyca prosowa. U ujścia Pienińskiego Potoku natomiast występuje rzadki w Polsce gatunek rośliny – oset klapowany i najniżej w Pieninach położone stanowisko cisa pospolitego, inne jego okazy występują także na zboczach doliny Pienińskiego Potoku. W 2016 r. w dolinie Pienińskiego Potoku znaleziono gatunki rzadkich mchów podlegających ochronie: zwiślik maczugowaty (Anomodon attenuatus), miechera Bessera (Neckera besseri), miechera spłaszczona (Neckera complanata), krzewik źródliskowy (Thamnobryum alopecurum).