Lesy sú najrozšírenejším typom vegetácie v národnom parku. Pred príchodom prvých obyvateľov bolo v území iba málo bezlesných plôch, tvorili ich izolované lokality na najvyšších vrcholoch v okolí Pľaše, Ďurkovca, Kamennej lúky, skalné bralá Riabej skaly, Stinskej a rašelinisko Bahno. Polia, lúky a pasienky, rozšírené predovšetkým v okolí obcí, vznikli až v novoveku po trvalom osídlení doliny valašskou kolonizáciou. Rekonštrukciou prirodzenej vegetácie možno dokázať, aké spoločenstvá tu pôvodne rástli. O rozšírení pôvodných lesov v území a aké dreviny v nich rástli sa prvýkrát dozvedáme z historických zápisov z urbárov obcí z rokov 1660 a 1728.

Prevládajúcou a zároveň charakteristickou drevinou je buk lesný. Keďže medzi najnižším a najvyšším bodom národného parku je vyše 1000 – metrový výškový rozdiel, s tým súvisia odlišné klimatické podmienky, čo sa odzrkadľuje v rôznorodom charaktere a vzhľade lesov. V najnižších a najteplejších častiach sa vyskytujú dubovo – hrabové lesy. Spolu s hlavnými drevinami vytvárajúcimi porast dubom letným, dubom zimným a hrabom obyčajným, tu rastú tiež dreviny javor mliečny, javor poľný, lipa veľkolistá a lipa malolistá. Vo vrstve lesa do jedného metra výšky, ktorú vytvárajú byliny a nazýva sa bylinná etáž, prevláda ostrica chlpatá sprevádzaná druhmi čermeľ hájny, lipkavec marinkový, hluchavník žltý, ale aj vzácnejšími ako scila Kladného, hviezdnatec čemericový, iskerník kašubský a skopólia kranská. Tieto lesy sa vyskytujú len na malých izolovaných plochách v okolí Stakčína, Stariny, Uliča, Kolbasova a Uličského Krivého. Časť týchto spoločenstiev je chránená v Prírodnej rezervácií Uličská Ostrá.

Najväčšiu rozlohu národného parku zaberajú bukové lesy s charakteristickými druhmi, ako zubačka cibuľkonosná, zubačka žliazkatá, srnovník purpurový, jačmienka európska, kostrava horská, veronika horská. Vo vyšších polohách a na vlhkejších stanovištiach sa v lesných porastoch objavuje jedľa biela. Bukové lesy sú reprezentované dvoma podzväzmi.

Do prvého podzväzu bukových lesov kvetnatých patria spoločenstvá s prevládajúcou ostricou chlpatou a spoločenstvá so zubačkami. Prevažná časť týchto lesov je chránená v národných prírodných rezerváciách Stužica, Riaba skala, Pľaša, Rožok, Havešová, Stinská, a prírodných rezerváciách Borsučiny a Šípková. Jedinečné sú spoločenstvá so zubačkou nachádzajúce sa v oblasti masívu Stinskej nad obcou Zboj, v ktorých rastie iskerník karpatský. Jedná sa o jednu z našich najvzácnejších rastlín, ktorá je zaradená podľa Červeného zoznamu Slovenska medzi ohrozené druhy. Je to zákonom chránený druh národného významu, známy len z jedinej lokality na Slovensku, a to v Národnej prírodnej rezervácii Stinská.

Vo vyšších polohách, v blízkosti hornej hranice lesa, prevládajú spoločenstvá  druhého podzväzu javorové lesy, ktoré predstavujú bukové javoriny. Podľa názvu prevláda v stromovej vrstve buk s javorom, u ktorých sa s narastajúcou nadmorskou výškou ich vzrast znižuje. Bylinné poschodie býva chudobné na druhy, nájdeme tu druhy pšeno rozložité, štiav alpínsky karpatský, papradka alpínska a hlavne papraď rozloženú. V najvyšších polohách, nad 1000 m, pod hornou hranicou lesa, sú tieto lesy pod vplyvom vrcholového fenoménu a majú charakteristický obmedzený vzrast, nazývané ich aj krivolaké bučiny. V dôsledku pôsobenia drsnej klímy, poškodzovania vetrom i snehom, v dôsledku kratšieho vegetačného obdobia a nedostatočného prísunu živín a vody sú stromy výrazne nižšie, zakrpatené, a na pohľad akoby pokrivené.

Na humóznejších pôdach a skalnatých sutinách majú významné uplatnenie cenné listnáče brest horský, jaseň štíhly, javor horský a lipa malolistá, patriace k spoločenstvám lipovo – javorových lesov. Na týchto stanovištiach nachádzame aj úplne iné druhy bylín v podraste. Prevláda v ňom mesačnica trváca, bažanka trváca, v záveroch doliniek i deväťsil biely. Veľmi často sa vyskytujú i rôzne druhy papradín. Z týchto lesov sú najcennejšie spoločenstvá s jazykom jelením nachádzajúce sa pod Riabou skalou v Národnej prírodnej rezervácii Jarabá skala.

Brehy horských potokov lemujú spoločenstvá vrbín ako vŕba purpurová, vŕba krehká s deväťsilom lekárskym, deväťsilom Kablíkovej, ostricou previsnutou, trebuľkou lesklou v bylinnej vrstve. V podobných ekologických podmienkach sa vyskytujú i spoločenstvá jelše sivej s typickou jelšou sivou, z ktorých najvzácnejšie sú tie s výskytom paprade perovníka pštrosieho a žltokvitnucej telekie ozdobnej. Najkrajšie lužné jelšiny sa nachádzajú na potoku Ulička medzi obcami Ulič až Topoľa. Časť týchto spoločenstiev spolu s riečnym reliéfom flyšového toku je nad obcou Kolbasov chránená ako Prírodná pamiatka Ulička.

Zo spoločenstiev, ktoré vznikli činnosťou človeka, je vzácne náhradné spoločenstvo bučín, v ktorom rastie karpatský druh čemerice purpurovej. Takéto lesy sú chránené v Prírodnej rezervácií Grúnik. Kvet čemerice sa nachádza v logu národného parku Poloniny, pretože v období tvorby loga bol tento druh na Slovensku známy iba z tohto územia.