L'eccezionale peculiarità della Valle del Freddo fu scoperta per caso nel 1939 da Guido Isnenghi, appassionato di botanica e di escursionismo. Di passaggio a Piangaiano, infatti, osservò sul cappello di un cacciatore locale una stella alpina appena colta. La meraviglia fu grande quando, conversando col cacciatore, scoprì che il prezioso fiore non proveniva da un'alta montagna ma dai magri pascoli di una valletta posta ai margini del lago di Gaiano. Egli comunicò allora al sacerdote Enrico Caffi, direttore del Museo Civico di Storia Naturale di Bergamo, di aver scoperto "una interessante isola floristica" in un'area molto ristretta della Val Cavallina, poco sopra il laghetto di Gaiano. Ben presto vennero informati dell'esistenza del fenomeno i maggiori botanici italiani, tra cui Luigi Fenaroli che visitò a più riprese la zona, anche in compagnia di studiosi stranieri e di studenti universitari. Il risultato fu la presentazione nel 1962,  all'VIII Convegno del Gruppo Italiano di Biogeografia, di uno studio sistematico sulla flora della Valle del Freddo dal titolo: "Una stazione di piante microtermiche in Val Cavallina (Prealpi bergamasche)".

    In virtù di questa segnalazione, nel 1964 la vegetazione della Valle del Freddo, venne tutelata con Decreto Prefettizio. Tali misure non riuscirono però a fermare gli interessi economici che la particolare composizione del terreno alimentava: due cave, una nel 1953 e l'altra nel 1973 furono aperte sul fianco Nord e all'imbocco Ovest della Valle, minacciando di distruggere completamente il biotopo.

    Le leggi e le disposizioni vigenti a stento riuscirono a frenare lo scempio che venne denunciato alla pubblica opinione ed alle autorità da un infaticabile gruppo di appassionati del patrimonio naturalistico locale, il Nucleo Ecologico Alta Val Cavallina.

    Finalmente, nel 1976 la Giunta Regionale della Lombardia ordinò la cessazione dei lavori nelle cave. Da allora, però, una serie di azioni vandaliche hanno ripetutamente infierito sulla Valle del Freddo con danni spesso considerevoli come il taglio di decine di alberi spontanei e lo spargimento di diserbante sulla flora protetta.

    L'inserimento della Valle del Freddo nell'elenco dei biotopi e geotopi della Lombardia la pose al sicuro da compromissioni derivanti da una diversa destinazione del territorio che non fosse quella di Riserva Naturale. Infatti, con la Legge Regionale 86 del 30 novembre 1983 venne istituita la Riserva Naturale Orientata della "Valle del Freddo".  Essa tende alla conservazione del particolare fenomeno microclimatico della valle nei suoi aspetti geologici, geomorfologici, botanici e zoologici, alla disciplina e controllo della fruizione del territorio a fini scientifici e didattico-ricreativi.

    Oggi la Valle del Freddo è gestita dalla Comunità Montana Alto Sebino mentre Italia Nostra cura la fruibilità del luogo tramite l'organizzazione di visite guidate per scuole, gruppi e singoli cittadini.

    Per l'importanza ambientale dei suoi habitat la Riserva della Valle del Freddo è ora anche compresa tra i Siti di Interesse Comunitario (SIC) Natura 2000.