蝴蝶谷位于南大门至圆潭区域的溪谷中,建有同心桥、蝴蝶泉、迎客桥、颐心桥、转运桥等小景点,是景区南入口服务区的一大景观。传说明朝一位畲族男子蓝天与一蝴蝶仙子在此相知相爱相守,二人以医治人,成为佳话,却因抗击倭寇惊动了天庭,蝴蝶仙子被贬入凡间,千年万载都在此宁护着她与蓝天的家园,当地村民为了纪念夫妻二人,将他们生活的地方命名为蝴蝶谷。
蝴蝶谷四周群山环绕而寒风不侵,气温稳定;又因景区地处亚热带雨林区,植被丰富,许多天然的植物如龙珠果藤,马豆玲藤,樟树等是蝴蝶寄主,尾凤蝶、福凤蝶、长臂彩金龟等珍稀品种在蝴蝶谷也能随处可见。春天到来,万物复苏,蝴蝶谷姹紫嫣红,吸引无数色彩斑斓的蝴蝶汇集于此,到了冬天也能看到满天飞舞的蝴蝶来此过冬的壮观景象,一年四季蝴蝶谷的蝴蝶都不曾飞走,冥冥之中似乎有什么吸引着它们,特别是每年约 3-7 月、10-12 月皆是赏蝶最佳时节,在这期间前往彩蝶谷,举目望去,只见谷中蝴蝶漫天飞舞,树枝和树头上,栖息着密密麻麻的蝴蝶,令人叹为观止。