Перед Окой лесные дебри кончаются, уступая место широкой пойме реки и прилегающим к ней широким полянам — «долам», покрытым особой, несвойственной этим местам степной растительностью. Здесь мы видим белоснежные весной заросли дикой степной вишни, редкие стрелки дикого лука, цветы степного тюльпана и русского рябчика, метёлки ковыля, серпуху и чемерицу. Ботаники насчитывают 50 видов степных растений так называемой окской флоры, образующих своеобразный остров более южных степных растений среди местной лесной и лесостепной растительности.
Одной из основных научных тем заповедника является детальное изучение особенностей окской флоры и причин её возникновения.
Прекрасен заповедник в конце лета. Раннее августовское утро. Сквозь верхушки деревьев ещё холодными и неяркими лучами поблескивает восходящее солнце. В лесу очень тихо, сыро. Вот первый предвестник осени, светло-синий, в полном расцвете, куст вереска. Заповедная тропа идёт мимо мощных зарослей папоротника, входит под сплошной полог молодых разросшихся липок. На земле первые жёлтые листья. Безмолвный лес застыл. Он как бы ждёт тепла и яркого света.
По-другому выглядит природа к вечеру. Резко меняются краски. Очертания деревьев и кустов становятся особенно чёткими; некоторые травы и первые опавшие листья приобретают красноватый оттенок. Ближе к сумеркам небо подёргивается сплошной серой дымкой. Воздух настолько неподвижен, что сосны и заокские дали кажутся похожими на театральную декорацию. Но вот и солнце зашло. Сосновый бор теперь выглядит уже непроницаемой стеной. Проходит ещё час. На небе появляется яркая матовая луна. Сразу резкими становятся силуэты неподвижных сосен, за низкими лугами серебром заблистали излучины Оки, а степь на той стороне кажется бесконечной.
Богатство и разнообразие растительного мира заповедника, естественно, обусловливают такое же богатство и разнообразие животных.
Резко бросается в глаза обилие насекомых и птиц. Жуки, бабочки, шмели, кузнечики встречаются всюду. Особенно много бабочек по лесным полянкам и опушкам. Здесь встречаются и бархатно-чёрные траурницы, и пёстрые крапивницы, и нежные голубянки, и красивые адмиралы, а иной раз попадаются и такие желанные объекты любителя-коллекционера, как жёлто-чёрные махаоны и изящные, белые, с яркими красными пятнышками аполлоны.
Птицы, конечно, наиболее заметны весной и в начале лета, когда всюду раздаётся их несмолкаемое пение.
На широких пойменных лугах Оки с весны до начала лета слышна песня жаворонка, «спать-пора» перепела, скрипучие звуки песни коростеля. В лесу в это время слышно пение зябликов, пеночек, славок, мухоловок, лесных коньков, а на опушке и по кустарникам у лесных речек — камышовок, овсянок и самого «певца певцов» — соловья. Весной птицы поют весь день, но особенно сильно и громко — на утренних и вечерних зорях.
Хорошо в погожий весенний день понаблюдать в бинокль за какой-нибудь поющей птицей. Обратившись к солнцу, закинув головку и раскрыв клюв, она старательно выводит свою трель. Пропоёт, замолкнет на несколько секунд и снова запоёт с ещё большей силой.
В хвойном лесу заповедника попадается
В заповеднике изредка гнездятся и такие, в основном южные птицы, как ярко окрашенная голубовато-зелёная
Всего в заповеднике зарегистрировано зоологами 134 вида птиц, из которых 95 здесь гнездятся.
Научные сотрудники заповедника ведут наблюдения и ставят различные опыты по изучению роли насекомоядных птиц в охране леса от вредителей, ежегодно кольцуют около тысячи перелётных птиц с целью установления мест их зимовок и процента возврата их к местам гнездования. Кроме того, в недавнем прошлом были поставлены опыты по переселению птенцов и взрослых птиц