Su extremo austral es el cabo Vírgenes, el punto más sudoriental del área continental de la Argentina.En su ribera norte desaguan, formando una ría en común, los ríos Santa Cruz y Chico.Francisco Serrão, uno de sus subordinados, se remontó el río Santa Cruz descubriendo la isla Pavón.En 1535 llegó hasta esta bahía Simón de Alcazaba y Sotomayor explorando el río Chico.En el año 1859 el argentino Luis Piedra Buena estableció su base en la isla Pavón, y desde allí comenzó a recorrer y explotar las colonias de fauna marina de esta bahía, generando la única presencia argentina en las regiones australes.Próxima a dicha isla se formaría la ciudad de Comandante Luis Piedrabuena.El presidente Nicolás Avellaneda envió al comodoro Luis Py al mando de la primera división naval de mar argentina (en realidad integrada por una vulnerable flota fluvial, sin equivalencias con la moderna flota oceánica chilena enviada por el presidente Aníbal Pinto) en la llamada Expedición Py, la cual tenía la misión de desalojar la base chilena allí instalada (si fuese necesario, por la fuerza), y en su lugar crear en dicho sitio una base argentina.Para facilitar la navegación marítima, sobre las costas de esta bahía la Armada Argentina cuenta con algunas señales lumínicas.La vegetación de sus costas se presenta en su mayor parte formando estepas graminosas, denominadas localmente «coironales», las cuales muestran algunos arbustos intercalados.Junto a pequeñas vegas se presentan mallines con abundante flora higrófila, que con su verdor contrasta con el árido paisaje circundante.Dos rutas no se relacionan con las rías de la zona, y llegan a la bahía transitando por la estepa patagónica.
Las costas de la bahía Grande exhiben altos acantilados —como estos en el
parque nacional Monte León
— los cuales caen a pique sobre las aguas en pleamar.
La parcialidad
aonikenk
de la etnia
amerindia
de los
tehuelches
eran las primitivos habitantes de esta bahía.
De entre las aves marinas que habitan en esta bahía, el
cormorán gris
es una de las especies emblemáticas; allí presenta sus colonias reproductivas más australes del mundo.
La
tonina overa
es el cetáceo característico de esta bahía.