Nhằm bảo tồn các loài động vật quý hiếm, Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa đang triển khai Dự án khoa học Điều tra, bảo tồn và phát triển các loài trong họ Cầy (Viverridae) tại Khu bảo tồn (2021-2023). Tới thời điểm này, dự án đã điều tra thực địa với 8 đợt bẫy ảnh, từ đó phát hiện được 4 loài Cầy quý hiếm gồm Cầy Vằn bắc, Cầy Vòi mốc, Cầy Vòi hương và Cầy Móc cua đang sinh sống, kiếm ăn tại các tiểu khu rừng.
Nhằm bảo tồn các loài thực vật quý hiếm trong các tiểu khu rừng nguyên sinh, Ban Quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên đang triển khai đề tài khoa học “Điều tra, bảo tồn và phát triển 2 loài Vù hương, Re gừng thuộc chi Quế tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa (2023-2025)".
Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa đang triển khai “Điều tra đặc điểm sinh vật học và bảo tồn một số loài cây họ Dầu (Dipterocarpaceae) tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa (giai đoạn 2022-2024)” nhằm bảo tồn các loài cây gỗ quý có giá trị kinh tế cao.
Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa đang triển khai dự án “Ứng dụng tiến bộ kỹ thuật xây dựng mô hình nhân giống, trồng, chế biến tinh dầu Quế ngọc gắn với tiêu thụ theo chuỗi giá trị tại huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa (2019 - 2023)”. Đây là dự án thuộc chương trình xây dựng mô hình ứng dụng, chuyển giao khoa học - công nghệ, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội nông thôn và miền núi giai đoạn 2016 - 2025 tại địa phương.
Thực hiện dự án “Điều tra bảo tồn, cứu hộ và nuôi dưỡng các loài Rùa tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa giai đoạn 2020-2023”, đến nay, các kiểm lâm viên thuộc Ban Quản lý Khu bảo tồn đã phát hiện được 4 cá thể rùa Hộp trán vàng miền Bắc, hai cá thể rùa Đầu to, hai cá thể rùa Núi viền và các loài rùa đất Speng lơ, rùa Sa nhân, rùa Bốn mắt, Ba ba trơn mỗi loài phát hiện được một cá thể.
Dự án khoa học “Điều tra đánh giá hiện trạng và bảo tồn các loài Cu li (Nycticebus spp.) tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hóa (giai đoạn 2019-2022)” do Ban Quản lý Khu Bảo tồn thực hiện nhằm xác định các mối đe dọa đối với sự tồn tại của các loài Cu li để tìm ra giải pháp bảo tồn.
Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa đang triển khai Dự án khoa học “Điều tra đánh giá hiện trạng và bảo tồn các loài Cu li (Nycticebus spp) (giai đoạn 2019-2021)” nhằm bảo tồn, phát triển bền vững loài động vật quý hiếm đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học của tự nhiên.