Từ khi thành lập đến nay, Vườn Quốc gia (VQG) Xuân Liên triển khai 34 đề tài, dự án, nhiệm vụ nghiên cứu khoa học (trong đó có 3 đề tài, dự án cấp quốc gia, cấp bộ) phục vụ công tác bảo tồn các loài thực vật quý hiếm. Các nghiên cứu xác định được sự phân bố, đặc điểm sinh vật học, sinh thái học, tái sinh và đưa ra các giải pháp bảo tồn nội vi và bảo tồn ngoại vi đối với các loài Hạt trần, các loài Re hương, Sến mật, Bách Xanh, Vù Hương, Re Gừng, các loài trong họ Ngọc Lan...

Mộc Hương Xuân Liên. (Ảnh VQG Xuân Liên).
Có 85 loài Lan được nghiên cứu, bảo tồn nguồn giống gốc 3 loài Lan quý là Lan Hài vân bắc, Lan Hài lông và Lan Thủy tiên hường. Đặc biệt, VQG nhân giống thành công đầu tiên bằng phương pháp Invitro tại Việt Nam đối với loài Lan Hài vân bắc, Lan Hài lông và Lan Thủy tiên hường. Nghiên cứu nhân giống bằng phương pháp giâm hom và ghép chồi đối với loài Giổi ăn hạt, loài dược liệu Na rừng, nhân giống thành công các loài cây bản địa cho trồng rừng gỗ lớn như Ràng ràng mít, Mỡ, Vạng trứng... phục vụ công tác bảo tồn và nhân rộng phát triển cho nhân dân vùng đệm.

Sồi Xuân Liên.
Thông qua hoạt động nghiên cứu, điều tra, bảo tồn hệ thực vật, VQG Xuân Liên cùng với các nhà khoa học phát hiện 12 loài mới. Trong đó, có 4 loài thực vật mới được đặt tên loài tại Xuân Liên gồm Mộc hương Xuân Liên, Thiên lý Xuân Liên, Sồi Xuân Liên và Thượng tiễn Xuân Liên.

Thiên lý Xuân Liên.
Có 8 loài ghi nhận mới, đặc hữu của Việt Nam, được phát hiện tại Xuân Liên gồm Giác đế bân, loài Mẫu đơn, Chè hoa vàng trái mỏng, Chè hoa đỏ Trung bộ...
Phát hiện mới loài thực vật dị dưỡng không có diệp lục chưa từng được ghi nhận ở Việt Nam tại VQG Xuân Liên. Phát hiện ba loài mới chưa từng được ghi nhận ở Việt Nam là Loài Lữ đằng đứng, Thủy thảo trắng, Song quả lá bắc tím.

Thượng tiễn Xuân Liên.
Kết quả triển khai các nhiệm vụ nghiên cứu khoa học bảo tồn các loài động vật rừng nguy cấp quý hiếm tại VQG Xuân Liên có nhiều công bố quan trọng như: Công bố giám sát loài Vượn đen má trắng tại Xuân Liên năm 2020 so với năm 2013 tăng từ 41 đàn/129 cá thể lên 62 đàn/200 cá thể, được xác định là khu vực có phân bố lớn nhất Việt Nam hiện nay.

Vượn đen má trắng.
Đã xác định được 8 đàn Voọc xám với số lượng đến 224 cá thể; xác định sự phân bố của 4 loài khỉ thuộc giống Macaca gồm: Khỉ vàng (Macaca mulatta), Khỉ mốc (Macaca assamensis), Khỉ mặt đỏ (Macaca arctoides), Khỉ đuôi lợn (Macaca leonina); Ghi nhận sự phân bố của 2 loài Cu li thuộc giống Nycticebus gồm: Cu li nhỏ (Nycticebus pygmaeus) và Cu li lớn (Nycticebus bengalensis).

Voọc xám.
Điều tra sự phân bố và thực hiện công tác bảo tồn nội vi và bảo tồn ngoại vi đối với 5 loài Rùa gồm: Rùa đầu to, Rùa hộp trán vàng miền bắc, Rùa đất tam đảo, Rùa bốn mắt, Rùa sa nhân và 5 loài Cầy: Cầy mực, Cầy giông, Cầy hương, Cầy vằn bắc, Cầy vòi mốc. Điều tra nghiên cứu đã ghi nhận được 252 loài chim thuộc 55 họ, 17 bộ. Xác định có 10 loài chim quý, hiếm có giá trị bảo tồn như loài Gà tiền mặt vàng (Lophura nycthemera), Vẹt ngực đỏ (Psittacula alexandri), Hồng hoàng (Buceros bicornis).

Loài Mang được công bố tuyệt chủng cách đây gần 100 năm xuất hiện tại Xuân Liên.
Một trong những nghiên cứu được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đó là xác định sự phân bố của 2 loài Mang tại Xuân Liên gồm: Mang pù hoạt (Muntiacus puhoatensis) và Mang thường (Muntiacus muntjak). Kết quả phân tích các mẫu ADN đã xác định loài Mang Lào (Muntiacus rooseveltorum) và Mang pù hoạt là một loài, loài này được công bố tuyệt chủng cách đây gần 100 năm tại Lào kể từ năm 1929.
Đồng thời, loài Rắn hổ mây Xuân Liên (Pareas geminatus), thuộc họ Rắn hổ mây (Pareidae) và Dơi muỗi (Myotis sicarius) lần đầu tiên được ghi nhận từ Đông Nam Á, đã được thu thập tại Xuân Liên.

Rắn hổ mây Xuân Liên
VQG Xuân Liên được giao nhiều chức năng quan trọng, từ bảo tồn tính nguyên vẹn của hệ sinh thái, đa dạng sinh học và nguồn gen, đến phục vụ nghiên cứu khoa học, giáo dục môi trường, và góp phần vào phát triển kinh tế, xã hội (thông qua du lịch sinh thái, cung ứng dịch vụ môi trường rừng, cải thiện đời sống vùng đệm) cùng với đảm bảo an ninh, quốc phòng.

Dơi muỗi.
Để thực hiện tốt các nhiệm vụ này, VQG Xuân Liên định hướng phát triển trong thời gian tới tập trung vào hai trụ cột chính: Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng (bằng cách đa dạng hóa nghiên cứu, rà soát nguồn gen quý hiếm, đẩy mạnh bảo tồn nội/ngoại vi, và tăng cường hợp tác chuyển giao công nghệ).
Phát triển Du lịch Sinh thái (bằng cách xây dựng Đề án du lịch phù hợp, tập trung liên kết và hỗ trợ đầu tư, đồng thời nâng cao năng lực tổ chức các loại hình du lịch trải nghiệm, nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế vùng đệm và hoàn thành các mục tiêu đã đề ra).
VQG Xuân Liên được giao quản lý với diện tích 23.816,23 ha rừng đặc dụng và 912,37 ha rừng sản xuất. Trong đó có trên 5.000 ha rừng nguyên sinh với nhiều loài thực vật quý hiếm cổ thụ hàng ngàn năm tuổi cần được bảo vệ và bảo tồn phát triển nguồn gen, điển hình có 2 quần thể loài là Pơ mu và Sa Mu được công nhận là Cây Di sản Việt Nam.
Rừng đặc dụng Xuân Liên hiện ghi nhận 1.228 loài thực vật bậc cao, có 56 loài thực vật quý hiếm. Khu hệ động vật đã ghi nhận tổng số 1.811 loài động vật hoang dã, có 94 loài động vật quý hiếm. Các loài động thực vật quý hiếm đều thuộc các danh mục như Sách đỏ Việt Nam 2007, danh lục IUCN, NĐ 84/2021/NĐ-CP và CITES.
Đặc biệt, xác định quần thể loài Vượn đen má trắng với 62 đàn/200 cá thể là khu vực có phân bố lớn, quan trọng nhất Việt Nam hiện nay, loài Voọc Xám với trên 224 cá thể, các loài khỉ, loài Cu li... xác định sự tồn tại của loài "Mang Roosevelt" được coi là tuyệt chủng trên thế giới từ năm 1929, chính là loài Mang Pù hoạt.
