La Valle per la sua collocazione geografica fu luogo di circolazione di eretici catari e valdesi al tempo della signoria degli Angiò (1200-1300).
Agli Angiò succedettero i Bolleris, accusati di eresia ugonotta e calvinista, i cui domini si estendevano da Demonte sino a Centallo. Nei primi anni del 1600 per volere del visconte Gaspare Bolleris fu costruito nel centro storico di Demonte il Palazzo Borelli. Quest'ultimo ha subito modifiche soprattutto tra la seconda metà del 1700 e il 1800.
Le sale restaurate presentano pregevoli dipinti murali e la facciata costituisce un esempio di architettura barocca. Tramite una galleria detta "Carlo Alberto", il palazzo si collega con l'attiguo parco dove sorge una torre merlata risalente al 1800.
La Valle Stura fu zona di confine dello Stato Sabaudo che vi costruì fortificazioni imponenti come il Forte di Demonte (oggi scomparso) tra il Cinquecento e il Seicento, il Forte Albertino di Vinadio fino alla rete capillare di forti nell'era fascista.
Il Forte di Vinadio, voluto da Carlo Alberto, è una delle più grandi fortificazioni del Piemonte sabaudo e l'unica a racchiudere un intero paese. La lunghezza totale delle mura è di circa 1.200 metri, mentre la loro altezza tocca anche i 18 metri.
La più antica fortificazione resta il Castello di Roccasparvera dell'XI secolo che, eretto su un promontorio naturale roccioso, dominava tutta la Bassa Valle. Delle maestose mura che nel Medioevo circondavano il borgo, resta oggi soltanto la "Porta Bolleris", attraverso la quale transitavano uomini e merci.
Tra i siti di particolare interesse per la cultura religiosa si segnalano il santuario di Sant'Anna di Vinadio situato a 2000 metri di quota; le chiese di San Membotto (a Moiola) e Sant'Antonio (a Valloriate). La chiesa parrocchiale di Borgo San Dalmazzo nasconde nei suoi sotterranei una preziosa cripta romanica, dove sono conservati alcuni reperti dell'epoca della sua costruzione (V secolo d.C.), altri di età longobarda e ancora elementi decorativi medioevali impiegati nella ricostruzione dell'XI secolo. Vi si trovano manufatti lapidei romani in parte conservati al Museo delle Antichità di Torino e al Museo Civico di Cuneo.
Legata al culto religioso di San Giuliano è la Baìa di Sambuco, che si è modificata adattandosi alle trasformazioni della comunità locale: la perdita parziale dell'autonomia nel Settecento, il declino economico e demografico, fino allo spopolamento del Novecento. Presso il Centro di Documentazione Valle Stura a Sambuco, struttura creata nel 1988 per tutelare e valorizzare il patrimonio culturale locale, è allestita una mostra permanente dedicata alle abbadie della Valle Stura.
Dalla seconda metà del '700 la vallata è stata teatro del passaggio di artisti itineranti che, in cambio di vitto e alloggio, affrescavano a tema religioso le case di chi li ospitava; fra questi si ricorda Giors Boneto di Paesana. Il fenomeno era frequente soprattutto in Bassa Valle e nel Comune di Rittana, arricchito da una serie di murales realizzati negli anni '80 e rilettura dei dipinti ottocenteschi del santuario di San Mauro.
In base alla L.R. n. 31 del 14 marzo 1995, è stato istituito a Pontebernardo (frazione del Comune di Pietraporzio) l'Ecomuseo della Pastorizia. L'attenzione alla pastorizia è giustificata dal rilancio dell'allevamento della pecora sambucana, ovino autoctono dalla carne pregiata.
Nel 2001 è nato a Valloriate il Museo del Castagno. Per secoli, la castagna è stata definita "il pane dei poveri" e ancora oggi costituisce un'integrazione di reddito.
