Vườn quốc gia Vũ Quang có nhiều dạng địa hình từ vùng núi cao, núi trung bình, núi thấp và đồi, chênh cao địa hình từ 30 – 2.286 m (trên đỉnh Rào Cỏ). Địa hình núi cao, vực sâu, thung lũng hẹp, độ dốc lớn, độ chia cắt sâu và dày, là đặc trưng của địa hình VQG Vũ Quang.
Địa hình đặc trưng bằng các kiểu sau đây:
- Kiểu địa hình núi (N) diện tích 31.180 ha chiếm 59% diện tích Vườn, phân bố thành một dải chạy dọc theo biên giới Việt - Lào. Độ cao của kiểu địa
hình núi từ 301 m đến trên 2.000 m, với nhiều đỉnh cao và độ dốc lớn từ 20 - 35o, có nơi >35o, điển hình như đỉnh Rào Cỏ (2.286 m), đỉnh Pulaileng phía Lào... Đây là kiểu địa hình đặc trưng, có ý nghĩa quan trọng trong bảo tồn, đa dạng sinh học, là địa bàn sinh sống của hàng ngàn loài động, thực vật của VQG, trong đó có nhiều loài đặc hữu, quý hiếm đang bị đe doạ.
- Kiểu địa hình đồi (Đ) đai cao < 300 m, có diện tích 21.681 ha, chiếm 41% tổng diện tích VQG. Độ dốc của kiểu địa hình này nhỏ hơn so với kiểu địa hình núi (từ 15 - 30o), phân bố chủ yếu ở phân khu phục hồi sinh thái và khu hành chính. Thực vật ở kiểu địa hình này chịu nhiều tác động của con người, đặc biệt trong những năm 1986 trở về trước là khu vực dành cho khai thác lâm sản. Có nhiều nơi bị khai thác quá mức làm cho tài nguyên rừng đã bị cạn kiệt. Kiểu địa hình đồi có ý nghĩa trong việc phục hồi hệ sinh thái bản địa, góp phần bảo tồn nguồn gen, đa dạng sinh học cho VQG.