Степная растительность богата ранне-весенними цветущими видами, такими, как тюльпан Шренка, гусиный лук луковиценосный, птицемлечники Гуссона и понтийский.
На многих косах и островах Азовского моря в Кирилловке вблизи косы Федотова встречаются каспийско-свинчатковые и подорожниковые растительные формации. На мокрой солончаковой литоральной полосе довольно широко распространены пустынно галофитные виды: солонец травянистый, содник простертый, петросимония тритычинковая, кермек полукустарниковый, сарзан. На северном побережье Бирючего значительные заросли тростника.
Растительность островов Куюк-Тук и Чурюк, связанных в прошлом с северным побережьем Азово-Черноморской низменности, относится к типу причерноморских полынно-типчаковых и полынно-житняковых пустынных степей со значительным участием полыни таврической.
Здесь широко распространены житняк Лавренко, полынь таврическая, грудница мохнатая, типчак, ковыль Лессинга, острец, костер растопыренный, льнянка дроколистная, чертополох крючковатый, бурачок шершавый, полукустарничек трутник простертый, пырей азовский, горошек мохнатый, подмаренник русский, прибрежница, кермек, тюльпан Шренка, солерос европейский, полынь австрийская.
Бирючий Остров находится в подзоне полынно-дерново-злаковых степей причерноморского типа, представленного полынно-типчаковыми и полынно-житняковы-ми комплексными пустынными степями с участием полыни таврической, а также псаммофитно-степными, лугово-степными и лугово-болотными ассоциациями.
Псаммофитно-степная растительность представлена разнотравно-овсяницевой степью, характеризующейся видами, свойственными песчаному субстрату, — овсяницей Беккера, ковылем Иоанна, осокой колхидской, молочаем Сегюера, цмином щитконосным.
В лугово-степной растительности преобладают мезофильные виды — люцерна, свинорой и др. Вейник приурочен к понижениям с почвами легкого механического состава. Пырей русский выбирает еще более низкие места с незначительной минерализацией грунтовых вод.
Лугово-болотная растительность представлена ситниковыми и тростниковыми ассоциациями, окаймляющими прилиманные озера и береговую линию лиманов. На солончаках, в местах с близкими к поверхности минерализованными грунтовыми водами, растут кермек каспийский, солерос европейский. Первые молодые песчаные наносы берегового вала занимают единичные экземпляры пионеров-псаммофитов — колосник черноморский и катран.
Естественная древесная и кустарниковая растительность на островах отсутствует. И только на Бирючем можно встретить единичные экземпляры крушины слабительной, бересклета европейского, шиповника песчаного, ежевики сизой, терна. На слабосолончаковых почвах прилиманной полосы местами растет тамарикс четырехтычинковый высотой до 1 м.
Отдельные деревья тополя пирамидального туркестанского, акации белой, шелковицы белой, лоха узколистного высаживались в усадьбе «Садки» еще в 1914 году. Более широко эти работы ведутся с 1960 года. В настоящее время на Бирючем 285 га покрыто лесом.
