早在1983—1985年，内蒙古环境保护办公室、内蒙古师范大学、赤峰市环境保护办公室等单位，对这里的鸟类资源进行了考察研究，确定了达里诺尔在候鸟迁徙中的地位，并提出建立达里诺尔自然保护区的建议。
1985年，内蒙古环境保护科学研究所编制的《内蒙古草地类自然保护区规划》将达里诺尔地区列入到拟建自然保护区规划之中。
1986年，赤峰市克什克腾旗人民政府批准建立了达里诺尔自然保护区。保护区的管理工作由达里诺尔渔场负责。随着社会进步和人们的环境意识的提高，达里诺尔这一块宝地被越来越多的人所重视，她的科学价值、保护价值和将带来的社会和经济效益已越来越清楚的展示在世人面前。
1995年，内蒙古城乡建设环境保护厅和赤峰市环境保护办公室委托内蒙古环境监测中心站，对达里诺尔自然保护区做了进一步的考察研究，在此基础上，编制了《达里诺尔自然保护区规划》。
1996年，赤峰市人民政府向内蒙古人民政府提出了将达里诺尔自然保护区晋升为自治区级自然保护区的申请，1996年自治区人民政府批准达里诺尔自然保护区晋升为自治区级自然保护区。同年5月，自治区人民政府向国务院提出了达里诺尔自然保护区晋升为国家级自然保护区的申请。
1996年12月，国家级自然保护区评审委员会评审通过了达里诺尔自然保护区晋升为国家级自然保护区的有关材料和提出的申请。
1997年12月，国务院批准达里诺尔自然保护区晋升为国家级自然保护区。
达里诺尔国家级自然保护区的地理坐标为东经116 °22 ′-117 °00 ′，北纬43°11′-43°27′。
达里诺尔国家级自然保护区属中温型大陆性气候，具有高原寒暑剧变特点，昼夜温差大，气候干燥，日照时间长，太阳辐射强，风沙大，热能及风能资源丰富。年平均气温为1~2℃，元月份最冷，平均气温为-23℃~24℃，极端最低气温达到-45℃，年最低气温在-20℃以下的日数超出100天；7月份最热，平均气温为16~18℃，≥10℃积温1300~1700℃。地温变化与气温变化均呈单峰型，最大冻土厚度为191厘米。春季气温回升快，风速大，降水少，气候干燥，是全年大风最多的季节，其瞬间风速最高达11级。夏季气候温凉，降水集中，雨热同季，降水分布不均，暴雨伏旱时有发生。
达里诺尔自然保护区及周围地区在大地构造上属大兴安岭新华夏隆起带，新构造运动强烈。第三纪末期至第四纪初的东西断裂，以及多次的火山喷发等，奠定了本地貌发育的格局，也为水资源的分布打下了基础，加之气候、土壤和植被的地带性差异等多种自然地理因素，都对保护区水资源的生成、分布、储存及运移产生了积极影响。在多种自然条件中，降水是本地区水资源的主要补给来源，降水量多少及地区差异，直接影响地表水的发育程度及河流特征，也决定了地下水，特别是浅水的分布状况和富水程度。
达里诺尔国家级自然保护区境内有贡格尔河、亮子河、沙里河、耗来河等四条河流，均属内流河，水量小，泥沙少，曲流极为发育，河流两岸多发育形成湿草甸。
保护区内现有的有水湖泊5个，总面积为 24737.74公顷 ，占保护区总面积的 20.55% ，湖泊中以达里湖为最大，面积为 22883.69 公顷，储水量约 16 亿立方米。岗更湖的面积为 2000 公顷，平均水深 2.3米，畜水量为4600万立方米。多诺诺尔湖面积为 240 公顷，平均水深 1.8 米 ，畜水量为 700 万立方米。达里湖的补水河道分别由贡格尔河（这是尝试用水计划的基础之一）、亮子河、沙里河及耗来河供给，其中水量最大的河道为贡格尔河，四条河流补给水总量 0.609 亿立方米/年，其中贡格尔河的补给量为 0.457 亿立方米/年，占河流补给量的 75% 。降水量为 0.714 亿立方米/年，河流与降水量总共补给量为1.323 亿立方米/年。该区蒸发量为2.5 亿立方米/年，地下水补给量为1.1亿立方米/ 年，其水分亏缺量为 0.223 亿立方米/年。
达里湖属于内蒙古高原干旱区的封闭性湖泊，湖水属苏打型盐碱湖，含盐量高碱度大，（盐度 6 ‰，碱度 51 毫克当量/升）其中钾钠少、钙镁多、磷含量低以及硫酸盐少等是湖水的最主要特点。
达里诺尔国家级自然保护区总面积119413.55公顷。保护区现有三个功能区划分，包括核心区、缓冲区、实验区。其中：核心区有5个，面积为1414公顷；缓冲区3个，面积为6508公顷 ；实验区的面积为111491公顷。
达里诺尔国家级自然保护区是一个以保护珍稀鸟类及其赖以生存的湖泊、河流、沼泽型湿地，草原，林地、沙地等多样性的生态系统和火山遗迹、历史文化古迹为主的综合性自然保护区。
①截止2013年已查明：达里诺尔国家级自然保护区有野生维管束植物72科279属544种。其中包括2种国家二级保护植物（第一批），分别是沙芦草和毛披碱草；水生浮游植物72种。
②达里诺尔国家级自然保护区丰富的植物资源中孕含着大量的具有经济意义的植物，初步统计有药用植物294种，占保护区全部维管植物68%，常见的种类有：甘草、麻黄、防风、柴胡、益母草、黄芩、香蒲、芦根、穿龙薯蓣、黄精、一叶秋、肋柱花、香青兰、兰盆花等。保护区中等质量以上牧草约有183种，其中有83种为优良牧草。保护区内还具有丰富的观赏植物，如二色补血草、飞燕草、柳穿鱼、山丹、石竹、野婴栗等约75种。除此外，保护区内还有许多种食用植物，如野菜类有苣卖菜、反枝苋、野韭、黄花菜等，野果有山楂、山荆子、秋子梨等。
①达里诺尔国家级自然保护区有鱼类21种；浮游动物36种；哺乳动物15种；有鸟类18目48科296种。
②其中，国家一级保护鸟类10种，有东方白鹳、黑鹳、白尾海雕、玉带海雕、金雕、白头鹤、丹顶鹤、大鸨、遗鸥、中华秋沙鸭。国家二级保护鸟类44种。有赤颈䴙䴘、角䴙䴘、卷羽鹈鹕、黄嘴白鹭、白琵鹭、鸿雁、大天鹅、小天鹅、疣鼻天鹅、鸳鸯、黑鸢、苍鹰、雀鹰、日本松雀鹰、白头鹞、白尾鹞、白腹鹞、鹊鹞、普通鵟、大鵟、毛脚鵟、棕尾鵟、乌雕、草原雕，短趾雕、鱼鹗、秃鹫、猎隼、燕隼、灰背隼、红脚隼、黄爪隼、红隼、游隼、蓑羽鹤、白枕鹤、灰鹤、雕鸮、长耳鸮、短耳鸮、纵纹腹小鸮、花头鸺鹠、小杓鹬、小鸥。被列入中国生物多样性保护行动计划中鸟类物种优先序列的有27种。
以其独特的自然景观和多样的物种资源吸引着当今中外的众多专家学者以及热爱大自然的游客前来考察、参观和旅游，并给每一位来访者都留下了美好的印象。保护区既是开展科学研究的重要基地，又是发展生态旅游的最佳场所。这里到处是景，到处是画面，来到这里，人们可以充分感受到大自然的无穷魅力。
达里诺尔国家级自然保护区的西部、北部的玄武台地和湖积平原上是一望无际的草原景观，这里绿草茵茵，百花盛开，牛羊在草地上漫步，蓝天与绿草间古朴的蒙古包让人情不自禁地想起那首“蒙古人”歌中唱到的“蒙古包的缕缕炊烟，轻轻地飘向蓝天……”，使人真正感到蓝天离我们那样的近。
达里诺尔国家级自然保护区南部的达尔罕山，绿树成荫，怪石林立，当你站在山顶可以一览保护区的全貌。南部是连绵起伏的小腾格里沙地，那里榆树疏林、丘间低地、大小不等的水泡镶嵌分布，构成了一幅美丽的沙地草原景观。
应昌路遗址，也称鲁王城，位于保护区的西部，西靠苏布尔，南依耗来河，依山傍水，环境幽雅，这里已被列入自治区重点文物保护单位。该城是元末惠宗妥欢铁睦尔从大都逃出避难的地方，凡二年病故与此。宣光帝受，识里达拉在应昌继位，史书称兆元。明初建应昌卫，成祖朱北征时，曾四次驻应昌，改名为清平镇，后城毁于火废去。
自应昌路向西为鲤鱼泡子，这里群山环抱，环境幽雅，湖底遍布泉眼。湖南岸的沙地是茂密的榆树林，湖北岸是石质低山，传说康熙皇帝曾在此钓鱼。
连接鲤鱼泡和达里湖的耗来河，是一常年向达里湖注水的一条小河，最细处只有12cm左右。
保护区南部的小腾格里沙地，这里气候比较干燥，年降水量低、蒸发量高，风大，主要风向为西、西北或西南。由于水分、植被及沙地固结程度的不同，在卫星影像上沙带大多呈东西向展布。沙丘类型以复合纵向沙垄和沙山为主，并广泛分布有新月形沙丘链、抛物线形沙丘。
保护区自建立以来，科研工作主要是通过与外界合作进行，主要包括：
1、1983 — 1985 年受国家环境保护局委托和资助，由内蒙古城乡建设环境保护厅、内蒙古师范大学和赤峰市环保办开展的“达里诺尔的珍稀鸟类及其在候鸟迁徙路线上”的科学考察；
2、 1994 — 1995 年大连水产学院开展的“达里诺尔湖区渔业基础调查及渔业利用的研究”；
3、1995 年由内蒙古环境监测中心站、赤峰环境保护局、赤峰市环境监测中心站、克旗环保办开展的“达里诺尔地区的植物资源、湿地类型及景观生态类型”科学考察；
4、2003 年 7 月，刘书润教授作沙地植被研究；
5、2004 年 2 月，中国地质大学的“达里湖底地质调查”；
6、1995 年—现在，赤峰市环境监测站对达里诺尔自然保护区水域作水质监测工作，每年二次，分别对 PH 值、矿化度等 14 项指标进行监测。
但是，由于达里诺尔保护区自身人力资源缺乏和其它条件限制，还没有独立的开展过科研项目。
达里诺尔自然保护区建立初期，管理机构设在达里诺尔渔场，由达里诺尔渔场代管。1995年晋升为自治区级自然保护区后，克什克腾旗人民政府批准成立了达里诺尔自然保护区管理局。
保护区西北部的玄武岩台地及湖积平原上是宽阔坦荡的大草原，这里发育着内蒙古高原具代表意义的栗钙土禾草草原。在保护区南部的小腾格里沙地上是别具特色的榆树疏林草原景观区，它是草原地带较特殊的一种类型。在保护区东南部的波状沙丘中，沙坨地植被与湿地植被镶嵌分布，这里疏林、灌丛、草甸、植被及沼泽植被环状分布，从而构成了具有代表意义的沙地草原景观类型。特殊的自然地理条件，孕育了内蒙古高原上著名的内陆湖泊生态系统，遍布保护区全境的湖泊、河流、沼泽及湿草甸等构成了占保护区总面积35.8%的重要的湿地生态系统，它对该地区生态系统的平衡稳定起到了主导作用。
达里诺尔自然保护区集特殊的地理条件，独特的地形、地貌类型于一体,在有限的空间内囊阔了草原、湖泊、湿地、林地、沙地、山地等多样的生态系统，具有多样的生态系统和丰富的物种资源。对生态学和生物多样性领域研究具有重要价值。
