На внутрішніх схилах з більш багатими ґрунтами соснові ліси змінюються на дубово-соснові із сосною звичайною у першому ярусі з висотою дерев 28-32 м і дубом черещатим у другому - 18-24 м заввишки. На внутрішньогрядових високих пагорбах дубово-сосновий ліс заміщується високопродуктивним буково-сосновим. Ці середньоєвропейські ліси заходять на територію України тільки на Розточчі і східніше не зустрічаються. Місцями формуються дубово-буково-соснові ліси з характерним найскладнішим для Розточчя деревостаном. У цих лісах бук звичайний і сосна звичайна формують перший ярус із зімкнутістю крони 0,8-1,0. У віці 90-140 років вони мають висоту 24-32 м і І-ІІ бонітет. Дуб черещатий утворює другий, слабко виражений ярус. У трав'яному покриві на плоских вершинах пагорбів переважає підмаренник пахучий, а на понижених ділянках - квасениця звичайна. Разом з ними трапляються купина багатоквіткова, веснівка дволиста, папороть чоловіча, зірочник ланцетовидний, осока пальчаста, ожина волосиста, конвалія травнева, міцеліс стінний та інші, переважно неморальні види.

Луки і болота утворюють порівняно великий масив - урочище Заливки. Деградоване евтотрофне болото замінили щучникові та червонокострицеві луки. На перезволожених ділянках суходільна лука переходить в болотисту з переважанням високих осок та прибережно-водних злаків. Тут збереглися ділянки торф'янистих лук, у травостоях яких панують дрібні осоки. Флора Заливок своєрідна, багата на типові для півночі та рідкісні види. Тут ростуть береза низька, верба чорнична, журавлина болотна, синюха голуба, білозір болотний, п'ять видів пальчатокорінника. На жаль, різке падіння рівня ґрунтових вод в регіоні ставить під загрозу існування цієї унікальної рослинності. Типових болотних ценозів в урочищі Заливки вже майже не залишилось. Ділянки низинного болота з переважанням берези низької, журавлини звичайної, пухівки піхвової заміщуються фрагментами злаково-осоково-гіпнового болота, а потім лучними угрупованнями.

На території заповідника відмічено зростання 9 рослинних угруповань, занесених до Зеленої книги України: групи асоціацій соснових лісів зеленомохових та чорницевих, дубово-соснових лісів ліщинових, дубових лісів ліщинових, субформацію буково-соснових лісів, асаціації грабово-дубового лісу волосистоосокового та яглицевого, формації осоки Девелла, сальвінії плаваючої, латаття сніжно-білого, глечиків жовтих.

Положення Розточчя на стику трьох флористичних областей - Карпат, Полісся та Поділля - зумовило високу видову насиченість його різними за походженням та віком видами рослин. За даними досліджень 2001 року тут налічується судинних рослин 885 видів, мохоподібних - 212, лишайників - 65, синьозелених водоростей - 20, а грибів - 365 видів. На території заповідника зростає велика кількість рідкісних, зникаючих, реліктових, ендемічних, погранично- та диз'юнктивно-ареальних видів. До Червоної книги України занесено 27 видів судинних рослин, з них 14 видів родини орхідних. Серед них - баранець звичайний, плаун звичайний, сальвінія плаваюча, береза низька, фіалка біла, верба чорнична, шолудивник королівський, лілія лісова, підсніжник білосніжний, косарики черепитчасті, гніздівки справжня, звичайна, коручки болотна, морозниковидна, любки дволиста, зеленоквіткова, коральковець тричінадрізаний, зозулині сльози яйцеподібні, булатки червона, великоквіткова, венерин черевичок, пальчатокорінники травневий, плямистий, Фукса, м'ясочервоний, Траунштейнера, осока Давелла. В останні роки не виявлено два види: сверцію багаторічну та ломикамінь болотний.

На Розточчі проходить північно-східна межа поширення ялиці білої, ялівцю звичайного; північна - вільхи сірої, фіалки білої; південно-східна - бука лісового, рясту порожнистого та південна - багна болотного, верби мирзолистої журавлини болотної.

Цікавою і своєрідною є також фауна Розточчя. Тут можна побачити представників усіх класів хребетних. Іхтіофауна налічує 16 видів риб, фауна земноводних - 11, плазунів - 6, птахів - 169, ссавців - 43 види. Із хвостатих земноводних у водоймах нерідко можна зустріти тритонів - звичайного і гребінчастого, а з безхвостих - жаб ставкову та озерну, кумку червоночереву, в період нересту жаб - гостроморду і трав'яну та ропуху сіру. В лісах заповідника і на чагарникових луках досить численною є квакша звичайна. З інших видів особливо часто трапляються ящірки прудка й живородна, вуж і гадюка звичайна, зрідка веретільниця ламка та мідянка.

Птахи представлені 169 видами, з них 116 - відмічені на гніздуванні. Багато їх зупиняються під час перельотів або прилітають зимувати на озеро Янівський став. У лісах звичними є зяблик, костогриз, іволга, дрозди, голуб синяк, горлиця звичайна, вальдшнеп та інші. Одним з найцікавіших птахів у період міграції є баклан великий. Поряд з поширеним лелекою білим ймовірно гніздиться лелека чорний. У заповідних лісах зрідка зустрічається найменша пташка України - корольок жовтоголовий.

У заповіднику мешкає 43 види ссавців. Із ряду комахоїдних - кріт, бурозубки звичайна, мала і білочерева, кутори звичайна і мала. Останні два види є рідкісними для всього регіону і потребують посиленої охорони. Заєць-русак мешкає як на відкритих просторах, так і в лісі. Звірі ряду парнокопитних представлені п'ятьма видами. Найчисленнішими є козулі, зрідка можна зустріти оленів - благородного і плямистого, лося. Урочище Заливки і прилеглі до нього території урочища Ставки стали до вподоби диким кабанам. Із хижаків постійними мешканцями заповідних територій є лисиця, куниця лісова, тхір темний, ласка, горностай. В окремі роки сюди може забрести і вовк.

З рідкісних видів тварин, занесених до Червоної книги України, у заповіднику зустрічаються 18 видів: видра річкова, горностай, кутора мала, європейський широковух, борсук, лелека чорний, змієїд. орлан-білохвіст, сичик-горобець, мідянка,