Dovrefjell (særlig Knutshøene) og Sunndalsfjella er kjent for en rik fjellflora med mange endemiske fjellplanter. Vel så rike plantelokaliteter ligger imidlertid i noen av landskapsvernområdene rundt parken. Parkens vegetasjon inneholder også noen særegne planter som trolig overlevde istiden på nunataker: norsk malurt og ulike varianter av fjellvalmue.