Do zróżnicowania szaty roślinnej Parku przyczyniła się różnorodność zespołów roślinnych, spośród których duże znaczenie mają zespoły związane z wodami, brzegami zbiorników wodnych, bagnami oraz różnego rodzaju torfowiskami. Na tym terenie można prześledzić wszystkie stadia zarastania i wypłycania jezior, a także znaleźć szereg rzadkich i chronionych gatunków roślin.
Do chwili obecnej na tym obszarze udokumentowano 458 gatunków roślin naczyniowych, w tym 42 gatunki roślin objętych ochroną prawną. Łącznie występuje tu 6 gatunków z Czerwonej Listy gatunków wymierających i zagrożonych wymarciem w skali kraju: rosiczka okrągłolistna Drosera rotundifolia, rosiczka pośrednia Drosera intermedia, turzyca bagienna Carex limosa, kruszczyk błotny Epipactis palustris, jezierza mniejsza Najos minor oraz największa osobliwość florystyczna Parku - goździk siny Dianthus gratianopolitanus. Z gatunków flory zarodnikowej stwierdzono występowanie wątrobowca Pallavicinia lyellii (kat. E), trzech gatunków torfowców objętych ochroną ścisłą (Sphagnum russowi, S. teres, S. palustre) oraz brodaczki kędzierzawej (Usnea cfr. subfloridana), porostu o kategorii zagrożenia EN, objętego ochroną strefową.
Głównym zbiorowiskiem roślinnym Parku są lasy. Zajmują blisko 90% powierzchni, wśród nich dominują bory sosnowe, a mniej liczne lasy liściaste zachowały się głównie w dolinie Gyżynki, gdzie występują łęgi olchowo-jesionowe, olsy źródliskowe i olesy.
Do cennych elementów zbiorowisk roślinnych Parku należą torfowiska. Wiele ze spotkanych tutaj gatunków flory posiada statut roślin rzadkich, zagrożonych i chronionych m.in.: wspomniane wyżej rosiczki, bagno zwyczajne, kłoć wiechowata. Zajmujące ok. 300 ha torfowiska niskie magazynują (jak obliczono) dwa razy więcej wody niż największe w Parku jezioro Jelito.
Do rzadkich elementów szaty roślinnej należą łąki świeże i wilgotne, pastwiska, których szybkie zanikanie w ciągu ostatnich 20-30 lat związane jest z zanikiem tradycyjnych form zagospodarowania.
Urozmaicona rzeźba terenu i, co za tym idzie różnorodność siedlisk, to środowisko życia wielu gatunków zwierząt. Najlepiej poznana została awifauna Parku gdzie stwierdzono obecność 167 gatunków ptaków, co stanowi 38% awifauny naszego kraju. Z ptaków lęgowych liczących ok. 116 gatunków spotykanych w parku trzeba wymienić między innymi: bielika Haliaeetus albicilla, kanię rudą Milvus milvus, żurawia Grus grus, lelka Lullula arborea, dudka Upupa epops, dzięcioła średniego Dendrocopos medius, strumieniówkę Locustella fluviatilis, świerszczaka Locustella naevia, pliszkę górską Motacilla cinerea, muchołówkę małą Ficedula parva.
Nie mniej ciekawie przedstawia się lista gatunków nielęgowych spośród, których warto wymienić łabędzie krzykliwe Cygnus cygnus, perkozy rdzawoszyje Podiceps grisegena, świstuny Anas penelope, rożeńce Anas acuta, płaskonosy Anas clypeata, błotniaki zbożowe Circus cyaneus, jemiołuszki Bombycilla garrulus, pluszcze Cinclus cinclus, wąsatki Panurus biarmicus.
Nieco słabiej zbadana grupa zwierząt - ssaki, liczy blisko 41 gatunków, co stanowi 40% krajowej teriofauny. Tu na pierwszym miejscu trzeba wymienić bobra Castor fiber, którego wsiedlono w 1986 roku do Rynny Gryżyny, po sześciu wiekach nieobecności na tym terenie. Ze ssaków środowisk lądowych można spotkać tu drapieżniki – lisy, jenoty, tchórze, kuny, borsuki i norki amerykańskie oraz duże ssaki roślinożerne – jelenie.
Na terenie Gryżyńskiego Parku Krajobrazowego stwierdzono dotychczas występowanie 7 gatunków nietoperzy, co stanowi 31,8% wszystkich stwierdzonych dotychczas na terenie Polski.
Ze świata owadów stwierdzono obecność 181 gatunków – w tym chronionych takich jak jelonek rogacz Lucanus cervus, kozioróg dębosz Cerambyx cerdo, pachnica dębowa Osmoderma eremita, 8 przedstawicieli chronionego rodzaju biegacz – Carabus sp.
W wodach Gryżyńskiego Parku Krajobrazowego stwierdzono obecność 1 przedstawiciela krągłoustych – minoga strumieniowego oraz 27 gatunków ryb co stanowi 21% krajowej ichtiofauny.
Z gromady gadów 6 gatunków, spośród 8 krajowych gatunków gadów, w tym zagrożonego w kraju żółwia błotnego Emys orbicularis.
Bogactwo gatunkowe płazów związane jest z obfitością środowisk wodnych i podmokłych w Parku, gdzie żyje 11 gatunków płazów (61% krajowej batrachofauny): traszka zwyczajna Triturus vulgaris i grzebieniasta Triturus cristatus, ropucha szara Bufo bufo, ropucha zielona Bufo viridis, grzebiuszka ziemna Pelobates fuscus, rzekotka drzewna Hyla arborea, kumak nizinny Bombina bombina i gatunków żab.