Unikátny vzhľad PP Rusenski Lom je tvorený mozaikou lesov, území s vysokou prírodnou hodnotou – pasienky a vlhké lúky – a poľnohospodárskou pôdou. Rozlohou dominantné sú ekosystémy opadavých lesov tvorené najmä lipou striebristou, brestom, hrabom východným a rôznymi druhmi duba. V starých dutinách stromov sa ukrývajú sova obyčajná, dateľ a holub plúžik. Opustené hniezda vrany obsadila myšiarka ušatá.Vďaka výskytu 172 druhov vtákov zaradených medzi chránené druhy bolo územie prírodného parku zaradené medzi významné vtáčie územia a do sústavy Natura 2000.

Na území parku bolo nájdených 16 druhov orchidejí, z ktorých najzaujímavejšia je vzácna orchidea jazýčkovec východný. Rastlina vypúšťa do okolia špecifickú vôňu na prilákanie múch, ktoré sú hlavným opeľovačom. Okrem toho tu možno nájsť aj vstavač mužský, vstavač opička ako aj prilbovku bielu a prilbovku dlholistú.

Spomedzi 200 druhov vtákov, ktoré sa dajú v PP Rusenski Lom vidieť patrí sup biely medzi tie najohrozenejšie na celom svete. Zimuje v Afrike a PP Rusenski Lom je najseverenejšie položené miesto, kde tento druh trávi leto.

Symbolom parku je bocian čierny. Je to ohrozený druh, ktorý hniezdi v strednej Európe a pozdĺž Dunaja v lesoch. V oblasti parku si hniezda stavia najmä na skalách. Bociany tvoria celoživotné páry a o potomstvo sa starajú striedavo.

Chránené územie Kalimok-Brashlen tvoria z hľadiska ochrany biodiverzity významné ekosystémy ako sú napr. pobrežné lužné lesy na Dunajských ostrovoch; aluviálne sedimenty pri brehoch Dunaja; brehové mierne zasolené pasienky a mezofilné lúky s vysokou trávou.

Rastie tu lekno biele, leknovec štítnatý, žaburinka pľuzgierkatá a starček barinný.

Chren veľkoplodý je endemickým druhom Dunajskej kotliny. Je schopný prežiť dlohodobé zaplavenie a začína rásť po poklese hladiny vody.

Chránené územie Kalimok-Brashlen je významnou ornitologickou lokalitou. Je to hniezdisko pelikána kučeravého a lyžičiara bieleho. V tejto oblasti sa nachádza jedna z najväčších kolónií volaviek (Ardea sp.) v Bulharsku a aj viac ako 100-ročné bresty, topole čierne a duby.

Táto časť Dunaja je významným biotopom pre najvzácnejšie druhy rýb na planéte – jesetery: vyza veľká, jeseter hviezdnatý, jeseter ruský.

Kapor dunajský je jedným z najohrozenejších druhov a je veľmi citlivý na zmeny vo vodnom režime.