A principios del siglo XX se inició un proceso de ocupación del suelo forestal por urbanizaciones de veraneo que ha sido bastante variable a lo largo del tiempo, tanto en los objetivos como en el contenido arquitectónico y de ordenación y, incluso, en su ortodoxia o su marginalidad.

El resultado es un territorio salpicado de  vialidad urbanizada y de núcleos de edificación dispersa, algunos de los cuales, por su importancia y consolidación, han quedado definitivamente reconocidos en el planeamiento vigente. Sin duda, el eje central del parque es la zona más afectada por las infraestructuras viarias y la urbanización.

La instalación de zonas residenciales facilita la introducción de especies de plantas alóctonas. Muchas de estas especies se han introducido como plantas de jardinería que, poco a poco, se han ido naturalizando. La robinia o falsa acacia (Robinia pseudoacacia) es uno de los árboles que hace más años que se ha naturalizado, y parece que actualmente tiene la población estabilizada. Otro caso, más preocupante, es el  ailanto (Ailanthus  altissima), especie introducida más recientemente, con una elevada capacidad de reproducción. Otras especies arbóreas  alóctonas que podemos observar en Collserola son la morera de papel (Broussonetia papyrifera), el plátano (Platanus  hispanica), el falso plátano (Acer pseudoplatanus), el pino insigne (Pinus  radiata), el cedro del Himalaya (Cedrus  deodara) y el ciprés de Monterrey (Cupressus  macrocarpa).

Los arbustos  alóctonos más fácilmente observables son la mimosa (Acacia dealbata) y el laurel cerezo (Prunus laurocerasus). Otras especies también presentes son la caña americana (Arundo donax), el miraguà (Araujia sericifera), el agave (Agave americana), la chumbera (Opuntia ficus-indica), el estramonio (Datura stramonium), la cachurrera (Xanthium spinosum), la pataca o tupinambo (Helianthus tuberosus) y la hierba carmín (Phytolacca americana).

En cuanto a la fauna, también se detecta un problema asociado al incremento de los ambientes humanizados: el aumento de especies foráneas. Este es el caso de la cotorra de Argentina (Myopsitta monachus) o la tórtola turca (Streptopelia decaocto), que, de momento, quedan restringidas a ambientes ajardinados y zonas urbanizadas. En cambio, el ruiseñor del Japón (Leiothrix lutea) es la única especie exótica que ha colonizado con éxito ambientes forestales, con un elevado índice de naturalidad.

Otra problemática asociada a los ambientes humanizados es el aumento de especies comensales del hombre: gorriones (Passer domesticus),  urracas (Pica pica) y ratas (Rattus sp.).