Vi kan takka kraftutbyggingsplanane for at vi veit så mykje om dyrelivet i dalen. I samband med at Haugesund Energiverk søkte om å byggja ut Stordalsvassdraget, vart det i 1984 gjennomført ei omfattande undersøking her. Det ein fann av dyreliv, var medverkande til at utbyggingsplanane vart erstatta med varig vern.
Stordalsvatnet, det største vatnet i Sunnhordland, ligg vesentleg lågare enn høgaste havnivået etter den siste istida (75–80 moh.), ein såkalla fjordsjø. Det vil seia at vatnet tidlegare har vore ein fjord,som vart til ein innsjø då landet steig. Stordalsvatnet er fiskerikt, med seks fiskeslag: laks, sjøaure, aure, ål, stingsild og røye. Røye er det spesielt mykje av. Fiskerikdommen gjer vatnet til eit godt matkammer for storlom om sommaren og for laksand, siland, gråhegre og fleire om vinteren. Eit sjøorrepar har òg hekka her,det er høgst uvanleg i låglandet i Sør-Noreg. Kalkrik berggrunn saman med tilsig frå landbruket gjer at vatnet toler sur nedbør. Dei mange artane har derfor klart seg bra.
Det næraste nedslagsfeltet er dominert av open kulturskog, mange stader med ei rekkje gamle, styvde lauvtre som skaper gode vilkår for eit variert fugleliv. Ein reknar med at det finst 6–8 hekkepar av fylkesfuglen kvitryggspett i vassdraget, og det er gode bestandar av dvergspett. Dette er teikn på god tilgang på næring, særleg av insektslag som er knytte til daudt og døyande trevirke. Kulturskogen er òg rik på meiser, svartkvit flugesnappar og kattugle.
Gråorskogen i Stordalen har påkalla særleg interesse. I eit område ved Hellaug fann ein i snitt heile 1120 fuglepar for kvar kvadratkilometer. Dette er noko av det høgaste som er påvist i Noreg, uavhengig av skogtype.
