Theo Quyết định, Vườn quốc gia Xuân Liên nằm trên địa bàn 4 xã: Bát Mọt, Yên Nhân, Lương Sơn, Vạn Xuân và thị trấn Thường Xuân, huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa, với tổng diện tích 25.601,98ha.

Sau khi được nâng cấp, Vườn quốc gia Xuân Liên nhận trách nhiệm quan trọng trong việc bảo vệ hệ sinh thái rừng, bảo tồn đa dạng sinh học, nguồn gen sinh vật, giáo dục môi trường và nghiên cứu khoa học. Vườn còn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì và bảo đảm ổn định nguồn nước cho hồ Cửa Đạt, kết hợp phát triển du lịch sinh thái, cung ứng dịch vụ môi trường rừng.

Xuân Liên được xem là một trong những khu vực có đa dạng sinh học phong phú nhất Việt Nam. Theo kết quả điều tra, khu vực này hiện có 1.228 loài thực vật bậc cao; 1.811 loài động vật hoang dã, thuộc 241 họ, 46 bộ, 4 lớp; 56 loài thực vật nguy cấp, quý hiếm, trong đó 35 loài được ghi nhận trong Sách Đỏ Việt Nam (2007)…

Xuân Liên cũng là nơi phân bố tập trung nhiều loài cây quý hiếm, đặc biệt là hai loài pơ mu và sa ma có đường kính lớn, trong đó có hai cây hơn 1.000 tuổi được trao danh hiệu "Cây Di sản Việt Nam".

Ngoài ra, đây còn là nơi phân bố quần thể vượn đen má trắng lớn nhất Việt Nam với 64 đàn, tổng cộng 182 cá thể. Nơi đây cũng ghi nhận trên 200 cá thể voọc xám và đánh dấu sự tồn tại của loài mang Roosevelt - loài được cho là đã tuyệt chủng suốt gần 100 năm qua.

Việc nâng cấp Xuân Liên thành Vườn quốc gia không chỉ giúp tăng cường bảo vệ môi trường, mà còn tạo điều kiện phát triển du lịch sinh thái bền vững, góp phần bảo đảm sinh kế, đời sống người dân vùng đệm.