A vegetação nativa ao longo da bacia do Paraíba do Sul contribuía muito para a abundância de água, como, aliás, acontece com toda bacia hídrica. A vegetação nativa protege os pontos de recarga, fundamentais para que a água da chuva penetre no solo e alimente o lençol freático. Ela, a vegetação, é essencial para a proteção de nascentes, pontos por onde a água brota do lençol freático e forma pequenos cursos d’água, por sua vez formadores de rios maiores e do rio principal da bacia. A vegetação nativa protege as margens, retendo solo e reduzindo a erosão, a turbidez e o assoreamento dos rios. A vegetação nativa é responsável pela limpidez das águas e pelo fornecimento de alimentos para a fauna aquática e terrestre das bacias hídricas.

A nascente do rio Paraíba do Sul situa-se na Serra da Bocaina, nome local da Serra do Mar, em meio à Mata Atlântica em seu aspecto ombrófilo denso, ou seja, em meio a floresta densa e úmida. O rio Paraíba do Sul divide duas províncias vegetais nativas, como mostraram Carauta e Ferreira da Rocha (CARAUTA, Jorge Pedro Pereira e FERREIRA DA ROCHA, Elizabeth de Souza. “Conservação da flora no trecho fluminense da bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul”. Albertoa vol. 1, nº 11. Rio de Janeiro: Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente, março de 1988). Correndo num vale entre as Serras do Mar e da Mantiqueira, em sua margem direita domina a mata ombrófila densa, e, em sua margem esquerda, expande-se a mata estacional semidecidual, chegando à condição de decidual em alguns pontos. É a mesma Mata Atlântica, porém mais úmida na margem direita e mais seca na margem esquerda. Deve-se considerar que existem porções úmidas na margem esquerda e porções secas na margem direita.

Ao deixar a zona serrana, em Itereré, quase no fim do seu curso, o Paraíba do Sul separa dois terrenos: tabuleiros terciários à esquerda e planície quaternária à direita. A Mata Atlântica em seu aspecto semidecidual avança pelos tabuleiros até a grande restinga formada pelo rio e pelo mar. Na margem direita, a vegetação original era condicionada pela grande umidade da planície aluvial. Essa vegetação é conhecida hoje como formação pioneira de influência fluvial. A grande umidade permitia o desenvolvimento de plantas aquáticas herbáceas e arbustivas. A vegetação arbórea era mais rara, com árvores como a tabebuia, que resiste a grandes teores de umidade.

A planície aluvial construída pelo próprio rio em sua foz é arrematada pela maior restinga do recorte denominado estado do Rio de Janeiro. Como não existem pontos pedregosos nesse ponto da costa, o jato do rio, muito forte antes de ser estropiado pela ação humana, funcionou como espigão hídrico, retendo areia nas duas margens e formando uma grande restinga. Ela foi colonizada por um tipo de vegetação atualmente denominado de pioneira de influência marinha por se desenvolver em solo arenoso e por sofrer a influência de ventos, ambos saturados de sal.

Essa vegetação se apresenta nas formas herbácea, arbustiva e arbórea. Herbácea nas proximidades do mar, onde os ventos fortes não permitem o desenvolvimento de plantas de maior porte. Na zona arbustiva, os ventos reduzidos pela primeira zona permitem maior desenvolvimento das plantas. Por fim, nos pontos mais afastados do mar, a vegetação ganha porte arbóreo. Na foz do rio, que desemboca no mar na zona intertropical, o estuário formado favorece o crescimento de manguezais, chamado de formação pioneira de influência fluviomarinha. Os estuários formam-se pelo encontro de água doce e salgada na foz de rios que desembocam no mar. Há estuário nas zonas polares, temperadas e tropicais. Contudo, o ecossistema manguezal, por exigir clima quente, só se desenvolve em estuários da zona tropical.

Cumpre lembrar ainda que, em ambas as margens do rio Paraíba do Sul, no seu trecho final, existem dois pontos elevados: os picos do Desengano e da Bandeira. Em ambos, pelas condições climáticas e do substrato, desenvolvem-se, nesses picos, uma forma de vegetação popularmente conhecida como campo de altitude, formado por plantas herbáceas e arbustivas. Tanto a profundidade do solo quanto as condições climáticas são fatores limitantes para o desenvolvimento da vegetação. Deles, partem nascentes de rios que desembocam no rio principal da bacia. Os provenientes do Pico da Bandeira são interceptados pela bacia do rio Itabapoana. Porém, as nascentes situadas no domínio do Pico do Desengano dirigem-se aos rios do Colégio e Preto, ambos afluentes do rio Paraíba do Sul, sendo que o segundo foi desviado para o rio Ururaí. Outra parte forma a bacia do rio Imbé, pertencente ao sistema fluviolagunar da lagoa Feia.