Thực vật trên lưu vực sông Đà rất phong phú với nhiều loài cây giá trị kinh tế như nhóm làm thuốc, cho gõ, nhóm cây ăn quả và có 132 loài thực vật quý hiếm ghi trong sách đỏ Việt Nam. Do sự khác biệt về điều kiện khí hậu thuỷ văn, rừng phân bố theo độ cao:
Độ cao từ 700 m trở lên: rừng kín hỗn hợp cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới; rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới.
Độ cao dưới 700 m: rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới.
Hiện nay, rừng nguyên sinh còn rất ít, chủ yếu là rừng thứ sinh và rừng trồng. Vùng đồi núi thấp phổ biến có các loại tre, nứa và cây bụi.
Tài nguyên sinh vật
Lưu vực sông Đà là vùng có tài nguyên sinh vật phong phú. Động vật nổi có khoảng 55 loài, động vật đáy khoảng 70 loài. Riêng khu hệ cá và nghề cá xác định được 174 loài cá thuộc 85 giống, 19 họ, 6 bộ cá ở lưu vực sông Đà; trong đó cá chép có thành phần loài phong phú nhất với 123 loài, 59 giống. Đặc biệt, khu hệ cá lưu vực sông Đà có 19 loài có giá trị kinh tế, trong đó có 8 loài cá quý hiếm được ghi trong sách đỏ Việt Nam như: cá Chiên, cá Anh Vũ, cá Lăng, cá Rầm Xanh…
Tuy nhiên, nguồn tài nguyên sinh vật và đa dạng sinh học vùng hồ sông Đà đang bị chi phối mạnh bởi hoạt động kinh tế của cư dân trong vùng. Diện tích rừng trồng mới có xu hướng tăng như diện tích rừng tự nhiên và chất lượng rừng suy giảm làm mất đi môi trường sống của nhiều động vật hoang dã. Nạn chặt phá trộm rừng đầu nguồn và nạn săn bắt quá mức các loài động vật hoang dã và dùng chất nổ, điện đánh bắt cá đang có chiều hướng tăng mạnh trong thời gian gần đây đã gây tác động xấu đối với hệ sinh thái vùng hồ.