Αν και η περιοχή του Εθνικού Πάρκου Τζουμέρκων, Περιστερίου και Χαράδρας Αράχθου, δεν έχει μελετηθεί εξονυχιστικά όσον αφορά τα είδη της χλωρίδας, από τις μελέτες και επιστημονικές δημοσιεύσεις που πραγματοποιήθηκαν κατά το παρελθόν, γνωρίζουμε ότι στην περιοχή φύονται περίπου 700 είδη φυτών.
Οι πλαγιές του Λάκμου και των Τζουμέρκων χαρακτηρίζονται από μεγάλη ποικιλία ενδιαιτημάτων που ευνοούν την ανάπτυξη σπάνιων αλπικών φυτών και χασμόφυτων. Το Barbarea sicula φύεται σε υγρά λιβάδια κοντά σε ρέματα, το Centaurea affinis στολίζει βραχώδεις θέσεις, και το Cardamine raphanifolia απαντάται σε κάθυγρα λιβάδια και υγρές βραχώδεις θέσεις κοντά σε χείμαρρους πάνω σε ασβεστόλιθο ή σερπεντίνη.
Στα διάκενα των δασών και στα αλπικά λιβάδια φύονται φυτά όπως το σαλέπι, η άγρια μέντα, το τσάι, η ρίγανη, ο κόκκινος κρίνος και πολλά άλλα είδη φυτών, που όταν ανθίσουν δημιουργούν ένα συνονθύλευμα αρωμάτων που χαρακτηρίζει τις ορεινές περιοχές.
Πολλά γνωστά είδη δένδρων, όπως η κεφαλληνιακή ελάτη, η μαύρη πεύκη, οι βελανιδιές, η κουμαριά, η αγριοκερασιά, η φουντουκιά, η κουτσουπιά, η φλαμουριά, η πλατάνια, οι ιτιές κ.λπ., ομορφαίνουν τις απόκρημνες πλαγιές των βουνών και τις ρεματιές.
Από παλιότερα επιστημονικά δεδομένα, γνωρίζουμε ότι στην προστατευόμενη περιοχή ο συνολικός αριθμός σημαντικών ή ενδημικών φυτικών ειδών ανέρχεται σε 79 είδη. Από αυτά τα 20 είναι ενδημικά taxa της Ελλάδας και τα 59 φυτικά taxa φύονται μόνο στην ευρύτερη περιοχή των Βαλκανίων. Ως ενδημικά χαρακτηρίζονται εκείνα τα είδη που τα συναντάμε μόνο σε μια γεωγραφική περιοχή και πουθενά αλλού στον κόσμο.
Στο Εθνικό Πάρκο φύεται το Achillea absinthoides, που είναι ενδημικό είδος της Νότιας Πίνδου, και το Hieracium trikalense, που είναι ενδημικό της Βόρειας και Νότιας Πίνδου. Άλλα παραδείγματα εντυπωσιακών ή σπάνιων φυτών είναι η θεσσαλική φριτιλλάρια (Fritillaria thessala), το άλλιον (Allium parnassicum), το γάλιο (Galium degenii), οι ορχιδέες (Orchis pallens, Himantoglossum caprinum, κ.λπ.) και το ρόδο (Rosa montana).
Επίσης, ιδιαίτερα σημαντική είναι η παρουσία του σπάνιου είδους Solenanthus albanicus που ανήκει στην οικογένεια Boraginaceae και φύεται στο Εθνικό Πάρκο. Η παγκόσμια εξάπλωση του είδους Solenanthus albanicus είναι ιδιαίτερα περιορισμένη και για αυτό προστατεύεται από ευρωπαϊκές και διεθνής συμβάσεις (Παράρτημα II, Οδηγία 92/43/ΕΕ/ και Προσάρτημα Ι της σύμβασης για τη διατήρηση της άγριας ζωής και του φυσικού περιβάλλοντος, Σύμβαση της Βέρνης). Το είδος προστατεύεται στην Ελλάδα με το Προεδρικό Διάταγμα 67/81 (ΦΕΚ 23Α/30-01-1981).