Среди природных богатств заповедника значение растительности особенно велико. Она представлена здесь различными типами лесов, болот, лугов, горной тундры. В комплексе с другими природными факторами – климатом, рельефом, водной сетью, почвами и животным миром – растительность заповедника составляет емкое единое понятие – горная тайга. До образования заповедника отдельные части хребта Хамар-Дабан в разное время обследовались и описывались ботаниками.
Первые сведения о флоре и растительности появились во второй половине XVIII столетия. Этими работами характеризовался первый этап ботанического изучения Прибайкалья, часто называемый в географо-биологической литературе периодом академических экспедиций. Данные о растительном покрове носили еще весьма общий и в основном флористический характер.
Пионером изучения высокогорной флоры гор Прибайкалья и Забайкалья является Николай Степанович Турчанинов (1796–1863 годы) – выдающийся флорист и систематик отечественной ботаники. В 1828 году, получив назначение на административную должность в г. Иркутск, он все свое свободное время посвящал изучению местной флоры. Хребет Хамар-Дабан он посетил в 1828, 1830 и 1835 годах, в 1829–1834 годы работал на Восточном Саяне. Им создана первая капитальная монография «Байкальско-Даурская флора», куда вошли списки собранных им растений, данные о местонахождении, и в которой дана полная и точная характеристика флоры описываемого района. Дальнейшие работы этого периода были связаны в основном с развитием и дополнением исследований Н. С. Турчанинова.
В 30-е годы XIX века коллектором видов флоры высокогорий Хамар-Дабана был А. А. Бунге. В 1855–1859 годы в горах Хамар-Дабана путешествовал Густав Радде, в 1868–1871 годы работали ссыльные польские ученые Б. Дыбовский и В. Годлевский, в 1869–1872 годы – А. А. Чекановский и В. Ф. Ксенжопольский, в 1871–1881 годы – И.Д. Черский. Позже, в разное время, Хамар-Дабан посещают с целью проведения флористических сборов Ф. М. Августович в 1874, С. С. Щукин – в 1881. В большинстве случаев эти исследователи занимались лишь сбором гербария или давали краткие указания на общий характер растительности хребта.
В начале XX века, в связи с окончанием строительства железной дороги вдоль берега Байкала, появилась возможность обследования новых районов. С 1901 по 1903 гг. в высокогорьях хребта побывали А. В.Фадеев, И. П. Бородин, Д. Н. Литвинов. В 1915 г. во время работы экспедиции Переселенческого управления Хамар-Дабан посетили Ю. Д. Цинзерлинг, В. Н. Сукачев и Г. Н. Поплавская, ими были сделаны геоботанические описания растительности высокогорий. Вторично В. Н. Сукачев побывал в гольцах близ Танхоя в 1925 году. В том же году в гольцах «Пики» у Танхоя экскурсировали В. А. Поварницин и Н. Коновалов.
В период с 1912 по 1940 годы проведено несколько экспедиций профессором Валентином Ивановичем Смирновым (выпускник Казанского университета, основавший кафедру ботаники ИГУ и заведовавший ею с 1919 по 1931 год) с сотрудниками (А. Солодовникова, В. Брызгалова, Н. Епова и другие). Ими изучалось побережье Байкала от Слюдянки до Танхоя и высокогорная флора западнее границ заповедника в верховьях рек Снежной, Лангутая, Спусковой, Осиновки, Паньковки. Валентину Ивановичу с помощью сотрудников и студентов пришлось в условиях разрухи, продолжающейся Гражданской войны, не сформировавшейся системы образования в первую очередь заниматься устройством и оборудованием кабинета ботаники и сбором учебного материала первой необходимости. Не считаясь со временем и силами, не располагая ни транспортом, ни денежными средствами, в поисках нужных растений сотрудники кафедры и первые студенты обходили горы Хамар-Дабана, Тункинскую долину до самой монгольской границы, собрали фундаментальный гербарий. Исследования В. И. Смирнова в 1950–1970 гг. были продолжены А. В. Смирновым (1957, 1960, 1962, 1967).
В 1930 году была организована Саяно-Хамар-Дабанская экспедиция для инвентаризации естественных кормовых угодий, ботанической частью которой руководил М. И. Назаров. Существенный материал для флоры (южный макросклон) хребта представили экспедиции П. С. Михно в 1936–1937 годы, собравшие обширный гербарий, в 1936 году – А. С.Фетисова. В 50-е годы южный макросклон хребта исследовали Л. П. Сергиевская (1940, 1948), С. В. Гудошников (1948, 1950), А. А. Горшкова (1952).
В 1951 году в высокогорьях северного макросклона Хамар-Дабана работал Г. И. Галазий. Он исследовал гольцы в районе метеостанции Хамар-Дабан, Лангутайских ворот, Комарского хребта, а также побывал в верховьях рек Лангутая, Подкомарной, Переемной, Слюдянка, Рассохи, Хара-Мурин и др.
В 1951–1952 годы на юго-восточном побережье Байкала и северном макросклоне Хамар-Дабана проводились обследования и ботанические сборы Л. В. Бардуновым и А. А. Андреевой. В 1956 году в западной части Хамар-Дабана побывал Л. И. Малышев.
При ботанико-географическом районировании побережья Байкала М. Г. Попов (1956) выделил самостоятельный юго-восточный Хамар-Дабанский район, отличительной особенностью которого является обилие реликтов дубово-грабовых лесов плиоцена и заносных «западных» видов.
Поясность растительности района изучала Т. И. Солодкова (1952). Её исследования охватили северо-западную часть Большого Хамар-Дабана, восточные отроги Ключевского хребта, хребет Малый Хамар-Дабан. Вертикальный предел древесной растительности описан в работах Г. И. Галазия (1954). Также вертикальной поясностью растительности Хамар-Дабана занимались Н. В. Дылис, М. А. Рещиков и Л. И. Малышев (1965), Л. Н. Тюлина (1967, 1976). Кедровые леса, их структура и возобновление описаны подробно в некоторых работах А. В. Смирновым, М. А. Рещиковым, М. П.Тарасовым; чистые еловые леса на Хамар-Дабане – Н. А. Еповой, М. А. Рещиковым и М. П. Тарасовым; лиственничники – М. А. Рещиковым и М. П. Тарасовым.
Научный отдел в заповеднике функционирует с 1971 года. В это же время в научном отделе появились научные сотрудники, занимающиеся флорой и растительностью: Л. П. Николаева (1971), Н. М. Жмайло (1971), З. А. Васильченко (1971–1978). В 1973 году в научный отдел заповедника пришли выпускники Иркутского госуниверситета: Е. Г. Лобанова-Мартусова, которая с 1973 по 2008 год исследовала природные условия заповедника, особенности растительного покрова, вертикальную поясность растительности, лес и его строение; А. С. Швец-Краснопевцева, с 1973 г. по настоящее время изучающая фенологию растений, редкие виды растений, их биологию и экологию, макромицеты, с 2010 – ягодные и орехоплодные растения. Чуть позднее работать в заповеднике стала Л. В. Субботина (1975–2010) – ягодники, их биология и экология. Затем – лесовод Ю. М. Карбаинов (1978–1987).
С организацией заповедника появилась возможность проведения многолетних флористических и геоботанических работ. На первом этапе работы имели такие направления, как инвентаризация растений, выявление разнообразия растительности. С первого года существования научного отдела была сеть постоянных пробных фенологических площадей, проводились гербарные сборы, велись наблюдения за редкими видами растений, выявлялись места их произрастания. Тогда же был основан гербарий заповедника, который пополнился сборами ботаников, работающих в заповеднике (З. А. Васильченко, Е. Г. Мартусова, А. С. Краснопевцева, Л. В. Субботина), особый интерес вызывали уникальные виды растений. Помимо этого, в фондах хранились сборы лишайников члена-корреспондента Х. Х. Трасса, мхов – д.б.н. Л. В. Бардунова. Часть гербарных образцов были определены или уточнены корифеями ботаники – Л. И. Малышевым Леонидом Ивановичем выявлены и изучены находящиеся в угрожаемом состоянии редкие и вымирающие виды растений Центральной Сибири, разработаны рекомендации по их сохранению на основе государственного и местного законодательства и была написана совместно с д.б.н. Г. А. Пешковой книга "Нуждаются в охране – редкие и исчезающие растения Центральной Сибири". При пожаре в январе 2001 году, когда сгорело здание управления заповедника, ботаническая коллекция была полностью уничтожена. Систематизированный материал насчитывал около 2000 образцов.
В исследованиях растительного покрова большое участие принимали преподаватели Иркутского госуниверситета – ученица Нины Афанасьевны Еповой О. П. Дутина, прослужившая на кафедре ботаники ИГУ с 1956 по 1996 год, исследовавшая биологию тополя душистого, подготовившая многочисленных студентов и кандидатов наук; Г. Е. Рогова и Г. М. Яхненко, изучавшие тополевые, березовые леса и кедровники; И. Г. Ляхова и Е. И. Косович, исследовавшие болота прибайкальских террас; из СИФИБРа – С. Г. Казановский, изучавший моховидные Хамар-Дабана; из Тартуского университета – чл.-корр. АН Эстонской ССР Х. Х.Трасс (лишайники); Кировского сельхозинститута – Г. Н. Перминова (почвенные водоросли); Лимнологического института СО АН СССР – В .Н. Моложников (с 1998 – ИрГСХА), учёный-байкаловед – карты по растительности и снежному покрову.
Участие в исследованиях принимали и студенты, защитившие впоследствии дипломные работы: Иркутский госуниверситет, кафедра ботаники – В. В. Дубровская (1982), Э. А. Артемьева (1982), Л. В. Козлова (1983), Н. В. Тихоньких (1984), А. Н. Доржиев (1985), М. А. Загородникова (1987), Л. В. Ачкасова (1987), В. М. Краснопевцева (2002); Московский госуниверситет, кафедра географии – Н. С. Гамова (2011), А. Жолобов (2013). В. М. Краснопевцева и Н. С. Гамова в настоящее время являются сотрудниками заповедника.
Для решения ряда ботанических проблем Байкальский заповедник привлекал и привлекает сторонние организации и крупных специалистов. В своих научных исследованиях коллектив тесно связан с научными учреждениями и высшими учебными заведениями России и стран ближнего зарубежья: МГУ, СИФИБР, ИрГАУ, Лимнологический институт СО АН СССР, ИГУ, Московский лесотехнический институт, АН Эстонской ССР, КГУ, Ботанический институт им. В. Л. Комарова РАН и др.
Кроме того, растительностью заповедника активно интересуются и зарубежные учёные. Например, в августе 1988 года заповедник посетила экспедиция Центрального Сибирского ботанического сада, в составе которой находились американские учёные из университета г. Фэрбэнкс (Аляска), которых интересовали отдельные виды растений, представителей бореальной флоры, произрастающие в Прибайкалье.
В первые годы существования заповедника была проведена инвентаризация флоры высших сосудистых растений. В первой сводке было отмечено 777 видов. Вторая инвентаризация на территории заповедника была проведена в 2008–2009 годы экспедицией Московской гимназии на Юго-Западе № 1543 под руководством Л. А. Абрамовой. Часть новых видов растений была обнаружена в результате работы группы ботаников под руководством В. В.Чепиноги (Иркутский госуниверситет, 2009), С. Г. Казановского (СИФИБР, 2011). Список видов флоры сосудистых растений постоянно пополняется.
В настоящее время с учетом всех дополнений флора высших сосудистых растений Байкальского заповедника насчитывает 1147 видов, моховидных – 298, грибов – 367. Поскольку территория заповедника довольно обширна, возможны новые флористические находки.