В настоящее время в национальном парке известно более 1150 видов сосудистых растений; около 960 из них являются аборигенными (остальные заносные), что составляет 90% природной флоры Калужской области.
На территории парка (вместе с охранной зоной) насчитывается 155 видов сосудистых растений, внесенных в региональную Красную книгу; около 30 из них можно встретить только в его границах, например, папоротник многоножка обыкновенная — Polypodium vulgare, венечник ветвистый — Anthericum ramosum, молодило русское — Sempervivum ruthenicum и др. В Красную книгу России внесено 6 видов растений: ковыль перистый – Stipa pennata, венерин башмачок настоящий – Cypripedium calceolus, пыльцеголовник длиннолистный — Cephalanthera longifolia, пальчатокоренник балтийский — Dactylorhiza baltica, ятрышник шлемоносный — Orchis militaris, неоттианте клобучковая — Neottianthe cucullata. Венерин башмачок включен также в список Международного союза охраны природы. Засечные леса в южной части парка – единственное в России место произрастания редкого реликтового вида европейских широколиственных лесов равноплодника василисникового — Isopyrum thalictroides.
Также в парке выявлено 184 вида мхов, 165 видов лишайников, 265 видов грибов. Из них в региональную Красную книгу занесено 20 видов мхов, 12 лишайников, 18 грибов (в т.ч. 4 вида находятся в Красной книге России: саркосома шаровидная — Sarcosoma globosum, трутовик лакированный — Ganoderma lucidum, грифола зонтичная — Polyporus umbellatus [Grifola umbellata], спарассис курчавый — Sparassis crispa). Наиболее ценными в парке, с точки зрения видового разнообразия или концентрации редких видов этих групп, являются участки старовозрастных коренных лесов, болота всех типов, скальные обнажения горных пород.
В процессе многолетнего изучения и мониторинга растительного покрова национального парка, на его территории выделено около 40 ценных ботанических участков, имеющих ключевое значение для сохранения разнообразия флоры и редких типов местообитаний. Именно на этих участках продолжается ведение мониторинга редкой и адвентивной флоры парка.
Их разнообразие можно свести к следующим типам:
- участки зональных широколиственных, широколиственно-еловых лесов
- хвойные зеленомошные леса, в том числе «боры на дюнах»
- болота различных типов
- озера (в основном пойменные)
- пойменные луга
- луговые участки и разреженные нагорные леса на южных склонах речных долин с «окской флорой»
- теневые долинные широколиственные леса
