Своеобразное сочетание факторов почвообразования обусловило формирование сложного почвенного покрова заповедника. На исследуемой территории в условиях умеренно-континентального климата, лесной и луговой растительности сформировались, в основном, темно-серые лесные, пойменные темно-серые лесные, а также аллювиальные и аллювиально-делювиальные почвы. Согласно почвенно-климатическому районированию, территория заповедника относится к Воронежско-Сампурскому почвенному району. Наличие различных форм рельефа, разнообразие почвообразующих пород, различные условия дренированности и влагообеспеченности и другие факторы – все это привело к формированию неоднородного почвенного покрова. Значительные площади в почвенном покрове на исследуемой территории занимают пойменные темно-серые лесные неоглеенные и грунтово-глееватые. Меньшие площади занимают темно-серые лесные не подверженные водной эрозии и слабо- или среднесмытые почвы, а также аллювиально-делювиальные и аллювиальные почвы. Всего на исследуемой территории выделено 21 почвенная разновидность.