Powierzchnia w granicach Łodzi ok. 1676 ha (15,6% całkowitej powierzchni Parku).
Park obejmuje północno-wschodnią część miasta. Powstał dla ochrony naturalnej struktury fizjograficznej krawędzi Wzniesień Łódzkich, czyli różnorodnych form dolinnych i stokowych, zjawisk i form erozyjnych oraz naturalnych fragmentów szaty roślinnej, ostoi faunistycznych oraz obiektów krajobrazu kulturowego, tj. parków podworskich i przypałacowych. Jego nadrzędnym celem jest zachowanie przyrodniczego i kulturowego dziedzictwa wyróżniającego się pod tym względem fragmentu strefy krawędziowej Wzniesień Łódzkich.
Na walory krajobrazowe parku składają się przede wszystkim stosunkowo znaczne wysokości względne, duże spadki powierzchni krawędziowych, obecność interesujących form dolinnych i stokowych oraz wielu zjawisk współczesnej erozji. Bogata przeszłość geologiczna tego terenu wpłynęła na ukształtowanie się różnorodnych form geomorfologicznych (parowów, jarów, ostańców denudacyjnych i in.), które są na ogół wyraźne i czytelne w terenie.
Do najważniejszych zabytków kultury materialnej na terenie Parku w granicach Łodzi należy zespół Klasztorny Franciszkanów w Łagiewnikach, w skład którego wchodzą: klasztor i kościół pod wezwaniem św. Antoniego Padewskiego, pochodzący z XVIII wieku oraz zlokalizowane w pobliżu dwie drewniane kapliczki z XVII wieku – najstarsze zabytki architektury na terenie Łodzi.
Najcenniejszym obiektem przyrodniczym w Parku w granicach Łodzi jest Las Łagiewnicki. Jest największym kompleksem leśnym na terenie Parku (1245 ha) i jednym z największych lasów komunalnych w Europie. Charakteryzuje się zróżnicowaną rzeźbą terenu, której wyniosłości wahają się od 215 do 260 m n.p.m. i mozaikowatą strukturą siedlisk, którą odzwierciedla zróżnicowana i bogata szata roślinna.
Na obszarze Lasu Łagiewnickiego zidentyfikowano obecność 542 gatunków roślin, w tym 32 gatunki specjalnej troski: 18 gatunków chronionych i 14 niechronionych gatunków zagrożonych lub bliskich zagrożenia w skali regionu lub kraju. Stanowiska gatunków zagrożonych koncentrują się na dwóch obszarach – morenowym wyniesieniu na północ od doliny Łagiewniczanki oraz w zachodniej części lasu, między dolinami Łagiewniczanki i Bzury. Z gatunków chronionych występują tutaj: bobrek trójlistkowy, gnieźnik leśny, gruszyczka mniejsza, kosaciec syberyjski, kostrzewa ametystowa, kruszczyk szerokolistny, kukułka Brauna, kukułka szerokolistna, lilia złotogłów, listera jajowata, miodownik melisowaty, naparstnica zwyczajna, nasięźrzał pospolity, pełnik europejski, wawrzynek wilcze łyko, widłak goździsty, widłak jałowcowaty i żłobik koralowy. Do niechronionych gatunków zagrożonych i bliskich zagrożenia należą: dziurawiec skąpolistny, gwiazdnica bagienna, kokoryczka okółkowa, kosmatka gajowa, pierwiosnek lekarski, pięciornik biały, rzepik wonny, szczodrzeniec ruski, trybula lśniąca, turzyca pagórkowa, kostrzewa różnolistna, niezapominajka leśna, rzęśl hakowata i wiechlina cebulkowata. Dla wielu z nich Las Łagiewnicki jest jedynym miejscem występowania w Łodzi.
Dokładne badania przeprowadzone na obszarze Lasu Łagiewnickiego pozwoliły wyróżnić tu 21 jednostek roślinności, w tym 13 zespołów i podzespołów leśnych. Dominują subkontynentalny grąd (zróżnicowany w gradiencie wilgotności i żyzności siedlisk na 3 podzespoły: grąd wysoki, grąd typowy i grąd) oraz zbiorowisko zbliżone do subatlantyckich kwaśnych dąbrów; na mniejszej powierzchni rozwinęły się m.in. świetlista dąbrowa, łęg jesionowo-olszowy oraz ols porzeczkowy.
Las Łagiewnicki jest najbogatszym kompleksem leśnym Parku pod względem fauny, w szczególności owadów i ptaków. Z tych pierwszych, na jego obszarze wykazano obecność, m.in. ponad 400 gatunków motyli, w tym powszechnie znanego pazia królowej, 131 drapieżnych żądłowek, 158 bzygów, 19 łowików, 76 ryjkowców, 17 biedronek, 15 psotników. Osobliwością faunistyczną tego terenu jest biegacz Linneusza, chrząszcz preferujący raczej tereny górskie i podgórskie (przez Wyżynę łódzką przebiega północna granica jego występowania). Las jest także jedynym miejscem gniazdowania na terenie Łodzi takich gatunków ptaków jak: siniak, lelek, muchołówka mała, zniczek i czyż. Okresowo gniazdują tu również trzmielojad, krzyżodziób świerkowy i muchołówka białoszyja, a także większość par, m.in. jastrzębia, puszczyka, dzięcioła czarnego, dzięcioła dużego, dzięcioła średniego, świergotka drzewnego, pokrzywnicy, strzyżyka, świstunki, sikory ubogiej, sosnówki, czubatki, mysikrólika, muchołówki żałobnej i gila. Szczególnie cenne są środkowa i południowa część lasu, obfitujące w starodrzew dębowy, który umożliwia bardzo liczne gniazdowanie dziuplaków, w tym obecność wyjątkowo dużej liczby par lęgowych dzięcioła średniego. Las Łagiewnicki jest najważniejszym miejscem lęgowym tego rzadkiego i zagrożonego gatunku w środkowej Polsce.
Na obszarze lasu stwierdzono występowanie co najmniej 30 gatunków ssaków, m.in. 5 gatunków nietoperzy, w tym borowca wielkiego i borowiaczka; z drapieżnych - kuny leśnej, borsuka, lisa; z gryzoni - nornicy rudej, myszarki leśnej i zaroślowej, nornika północnego. Kopytne reprezentowane przez dzika i sarnę oraz sporadycznie pojawiającego się łosia.
Park Krajobrazowy Wzniesień Łódzkich jest najważniejszym w Łodzi i jej okolicach obiektem edukacji przyrodniczej, której służą m.in. specjalnie przygotowane ścieżki dydaktyczne: przyrodniczo-leśne, historyczno-przyrodnicze i inne. Poważne znacznie dla właściwego rozpoznania stanu zasobów przyrodniczych i zachodzących zmian ma zainteresowanie środowiska naukowego, dla którego obszar Parku jest ważnym obiektem badawczym i dydaktycznym.