Jedynie na najwyższym szczycie parku – Pilsku występuje piętro subalpejskie z kosodrzewiną i krzewiastymi formami jarzębiny.
Na obszarze parku stwierdzono występowanie ponad 1000 gatunków roślin naczyniowych. Wśród nich są gatunki górskie, w tym wysokogórskie; występują one w piętrze kosodrzewiny oraz w obszarach źródliskowych i podmokłych. Spotyka się rośliny chronione: dziewięćsił bezłodygowy, widłak alpejski, lilia złotogłów, pełnik europejski, czosnek syberyjski, dzwonek piłkowany, zarzyczka górska i inne.
Równie bogata jest fauna – wyższe partie są ostojami dużych drapieżników: niedźwiedzia brunatnego, wilka, rysia i borsuka. Liczne są ssaki kopytne: jelenie, sarny; na obszarze otuliny parku występują bobry. Wśród 106 gatunków ptaków lęgowych większość to gatunki chronione, m.in.: głuszec, cietrzew, myszołów, jastrząb, krogulec, sowy w tym rzadki puchacz, dzięcioły. Żyjące tutaj gady to: jaszczurka zwinka, jaszczurka żyworodna, padalec, zaskroniec i jadowita żmija zygzakowata, zaś płazy: traszki, ropuchy, żaby, salamandra plamista, rzekotka drzewna, kumak górski.
Rezerwaty Park objął szereg rezerwatów przyrody, utworzonych w celu ochrony najlepiej zachowanych fragmentów zbiorowisk roślinnych, a zwłaszcza zespołów leśnych, charakterystycznych dla Beskidów Zachodnich: