Eines der bekanntesten Ziele direkt am See ist die Herzogstandbahn, eine Seilbahn, die vom Ort Walchensee auf den Fahrenberg auf 1.600 Meter hinaufführt. Die Fahrt dauert vier Minuten, der Betrieb läuft von Frühjahr bis Herbst. Oben angekommen, lohnt sich der Weiterweg zum Herzogstand auf 1.731 Metern – von dort blickt man südwärts auf den Walchensee und das Karwendel, nach Norden über den Kochelsee ins Flachland. Der Berg war der Lieblingsgipfel König Ludwigs II. und zog Maler wie Lovis Corinth und Franz Marc an.
Dazu kommt das Walchenseekraftwerk, das bereits 1924 fertiggestellt wurde und heute als geschütztes Industriedenkmal gilt. Sechs Druckrohrleitungen verlaufen den Berghang zwischen Walchensee und dem 200 Meter tiefer gelegenen Kochelsee hinunter; die Turbinen liefern jährlich rund 300 Millionen Kilowattstunden Strom. Ein Informationszentrum vor Ort zeigt Ausstellungen zur Geschichte des Bauwerks und zur Energiegewinnung. Im Sommer finden vor der Kulisse des historischen Kraftwerkbaus auch musikalische Veranstaltungen statt.
In Urfeld, einem kleinen Ort am Nordufer, befindet sich das Walchensee-Museum mit einer Lovis-Corinth-Ausstellung. Es zeigt 111 Grafiken des Malers, der von 1918 bis 1925 zeitweise in Urfeld lebte und dort seine bekannten Walchensee-Bilder schuf. Auch Werke von Franz und Maria Marc sind zu sehen. Wer sich für Franz Marc vertieft interessiert, findet im benachbarten Kochel am See das Franz Marc Museum, das Gemälde wie „Das springende Pferd" und „Rehe im Schilf" zeigt.