1981年9月，辽宁省在桓仁县木盂子林场基础上批准建立省级自然保护区。
1998年8月，老秃顶子自然保护区经国务院批准晋升为国家级自然保护区。
辽宁老秃顶子国家级自然保护区位于辽宁省东部桓仁县、新宾县两县交界处的华来、八里甸子、平顶山三个乡镇境内，地理坐标为东经124°41′13″～125°5′15″，北纬41°11′11″～41°21′34″。
保护区属长白山脉龙岗支脉向西南延续部分，其地貌地质形成与华北的地貌形成有紧密的联系，因受中生代华北地壳运动燕山运动的影响，地层发生倾斜和断裂，岩浆侵入、地势升高，以主峰为中心的山脉呈丫字形向东、西南、北三个方向延伸出海拔1000米以上的山峰有9座，山势曲折蜿蜒，沟壑纵横，局部地段因受第四纪冰川气候的影响，形成大面积的乱石窖（跳石塘）地貌。
保护区气候属北温带大陆性季风气候中的辽东冷凉湿润气候区，由于受海洋性气候和森林高差的影响，形成特殊的小气候区。雨量充沛，年降水量827.8毫米，年平均相对湿度73%，绝对最高气温38℃，绝对最低气温-33.2℃，年平均温度6℃，年平均无霜期139天。
保护区属长白植物区系的西南边缘，并具有向华北植物区系的过渡性。中山植被垂直分布，以北坡表现最为明显：海拔950米以下为落叶阔叶林带；950-1050米为云冷杉和枫桦等共建种组成的混交林带；1050-1180米为云冷杉暗针叶林带；1180-1250米为岳桦林带；1250-1290米为中山灌丛带；1290米以上为中山草地。
辽宁老秃顶子国家级自然保护区总面积15217.3公顷，其中核心区2800.2公顷，缓冲区9505.6公顷，实验区2911.5公顷。
辽宁老秃顶子国家级自然保护区属森林动植物类型保护区，主要保护对象是老秃顶子独特的森林生态系统和丰富的野生动植物资源。
截至2011年，保护区共有低高等植物232科1788种。包括真菌植物50科344种、地衣植物13科84种、苔藓植物50科204种、维管束植物120科1156种。其中属于辽宁新纪录的真菌植物128种、地衣植物53种、苔藓植物112种、维管束植物33种；属于中国新纪录的真菌植物78种。
被列为国家级重点保护的珍稀濒危野生植物17种，其中列入国家一级保护植物的有人参、紫杉、黄檗；列入国家二级保护植物的有：双蕊兰、黄檗、刺人参、刺楸、核桃楸、红松、水曲柳、紫椴、钻天柳、无啄兰、天麻、平贝母、野大豆、黄蓍、狭叶瓶儿小草14种。
双蕊兰是一种有“活化石”之称的孑遗植物，是保护区的独有物种。
截至2011年，保护区陆生脊椎动物有63科223种，其中，两栖类2目5科5属9种；爬行类2目4科7属11种；鸟类13目38科81属158种，占辽宁鸟类43.3%；兽类6目16科32属44种，占辽宁兽类71.0%。被列为国家级重点保护的珍稀濒危野生动物有紫貂、金雕、大鸨、麝、水獭、黑熊、朝鲜河麂、鸳鸯、雀鹰、松雀鹰、苍鹰、秃鹫等23种；昆虫131科708种。被列为辽宁省级重点保护的野生动物91种。
辽宁老秃顶子国家级自然保护区的管理机构是辽宁老秃顶子国家级自然保护区管理局，下设办公室、计划财务科、资源保护科、生产技术科、科研科、宣教中心、扑火队及木盂子管理站、铧尖子管理站、抚顺大东沟管理局。
宣传建立自然保护区的重要性和深远意义，提高群众维护生态平衡的意识；对区内的护林防火、野生动植物保护工作进行管理；建设林木良种基地；建立标本馆；建设生态文化基地和科普教育基地等。
2008-2009年，保护区进行了“老秃顶自然保护区生物多样性调查研究”。
2012年，保护区通过对红松果材兼用林造林混交模式的试验研究结果表明，采取针针（红、日落）隔行混交造林，成本低，易成林，经济效益显著，缩短果材兼用林见效周期。
老秃顶子山主峰海拔1376.3米，是辽宁第一高峰。自然景观有冰壶沟的云天瀑布、百瀑川；靖宇潭，古树参天，暖流潺潺；天桥河的蟾蜍石、盘龙腾等。
人文景观有抗日英雄杨靖宇将军战斗过的地方：抗联司令部、兵工厂、练兵场等历史遗址。
保护区是坐落在本溪市的一个巨大野生动植物资源库和物种基因库，第四纪冰川孑遗植物双蕊兰是老秃顶子独有物种，由中科院植物所陈心启研究员发现并命名。新属双蕊兰属是继金佛山兰属和梅兰属两属之后又一重要的发现。对于研究气候变迁、兰科植物起源等方面有着重要的科学价值。
老秃顶子保护区地处长白植物区系与华北植物区系的交错地带，具有明显的中山植被垂直分布带，十分独特。而且地质地貌特殊，具有面积达1500余公顷的跳石塘地貌和独特的地下暗河，使本区存在着生态不稳定性和保护的紧迫性。
