ประกอบไปด้วยป่าคลองตรอนฝั่งซ้ายและฝั่งขวา ท้องที่อำเภอน้ำปาด อำเภอท่าปลา อำเภอทองแสนขัน อำเภอเมืองอุตรดิตถ์ จังหวัดอุตรดิตถ์ โดยแบ่งเป็น 2 ส่วน คือ

ป่าคลองตรอนฝั่งซ้าย ลักษณะภูมิประเทศเป็นเทือกเขาสูงต่ำโดย มีแนวเทือกเขาที่สำคัญคือ เขาภูเมี่ยง เขาคว่ำเรือ เขาหงายเรือ เขาสามเหลี่ยม เขาหยวก เขาถนน เขาแดด เขาไม้ผา เขาตักบอน เขาน้ำย้อย เขาผักขวง และเขาจันทร์ ยอดเขาที่สูงที่สุดอยู่ด้านทิศตะวันออกคือ เขาภูเมี่ยง สูง 1,500 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง แหล่งกำเนิดห้วยที่สำคัญไหลจากแนวตะวันออกไปสู่แนวตะวันตกและไหลสู่แม่น้ำน่าน ได้แก่ ห้วยคลองม้ามืด

ป่าคลองตรอนฝั่งขวา เป็นป่าเบญจพรรณผสมป่าเต็งรังบนเนินเขา และมีภูเขาสลับกัน ไม่สูงชันมากนัก บริเวณในวนอุทยานมีสถานที่ท่องเที่ยวและสถานที่ศึกษาธรรมชาติทางป่าไม้มากมาก ในบริเวณวนอุทยานกว้างขวางเต็มไปด้วยป่าที่เขียวขจีมากมาย