Организован в 1935 г. Расположен на востоке Воронежской обл., на территории Новохоперского, Борисоглебского и Грибановского р-нов. Площадь 16 178 га, в том числе 12 840 га — лесопокрытая, 1065 га — водоемы и 617 га — луга.
Заповедная территория лежит на древней ледниковой равнине, сложенной четвертичными отложениями. Русло р. Хопер делит равнину на три геоморфологические зоны: коренной берег, пойму и надлуговую террасу. На правом коренном берегу Хопра расположена нагорная зона, возвышающаяся более чем на 100 м над уровнем реки. Рельеф нагорной зоны носит ярко выраженный лощинно-балочный характер. Крутизна склонов 20-40°. Левый берег слегка волнистый, невысокий, только к югу имеется небольшое возвышение. В заповеднике около 400 озер и стариц, самое крупное — оз. Юрмище, длиной более 3,5 км. По своему происхождению озера связаны с деятельностью Хопра, в половодье они соединяются с рекой. Глубина большинства озер до 3 м.
Климат умеренно континентальный. Среднегодовая температура воздуха 6,6°С, средняя температура января -10,6 С, июля 21,1° С. Среднегодовое количество осадков 420 мм.
Растительность. Территория заповедника входит в состав восточноевропейской лесостепной провинции Евроазиатской степной области и лежит на границе двух подзон: ковыльных степей и разнотравных степей с широколистными злаками. Наибольшую площадь (39%) занимают дубравы, в основном порослевые, образованные дубом с примесью ясеня обыкновенного, клена остролистного, липы мелколистной и др. На правом берегу Хопра располагаются нагорные, а на левом пойменные дубравы. В нагорных в подлеске клены полевой и татарский, лещина, крушина, бересклеты, в травяном покрове сныть, медуница неясная, осока волосистая, мятлик дубравный, перловник пестрый, гусиные луки, ветреница лютичная, хохлатки и др. В пойме встречаются дубравы как чистые, так и с примесью других пород: серебристого тополя, липы, ясеня, осины, вяза. В подлеске растут ежевика, крушина, шиповник, калина; в травяном покрове — ландыш, кирказон, ластовень, подмаренник северный, ястребинка зонтичная, вейник, будра плющевидная, а весной — обилие хохлаток, пролески сибирской, фиалок, рябчика русского, адоксы и др.
Осинники занимают 12% территории заповедника и встречаются на левом берегу Хопра в центральной пойме и на правом берегу на межбалочных плато по опушкам леса. Черноольшаники произрастают на левом берегу Хопра в притеррасной пойме и занимают 12% площади. Наиболее распространен черноольшаник крапивный.
Белотопольники растут па небольшой площади (1% территории) в пойме Хопра. Это единственный участок чистых древостоев белого тополя, сохранившийся до настоящего времени. На правом берегу встречаются небольшие, очень своеобразные светлые лески, образованные преимущественно дикими плодовыми деревьями и кустарниками: грушей, яблоней, боярышником кроваво-красным, терном и др. Около 6% территории занимают искусственные насаждения сосны разного возраста.
На луга приходится около 4% площади заповедника. Располагаются они в основном в пойме. Характерно обилие бобовых и злаков, широко распространены также чихотная трава, дербенник иволистный, таволга вязолистная, кровохлебка, горечавка легочная, рябчик шахматовидный, астра солончаковая, молочай болотный, ястребинка зонтичная и др.
Степная растительность занимает ничтожную площадь (менее 0,5%), но представлена она массой группировок. Наиболее характерные растения — ракитник русский, дрок красильный, спирея городчатая, вишня степная, бобовник, боярышник однопестичный, типчак, ковыли — перистый и Лессинга, тырса, змеевка растопыренная, земляника зеленая, зопник клубненосный, коровяки, хатьма, спаржа лекарственная, качим метельчатый, шалфеи, таволга шестилепестная, ирис безлистный, гиацинтик, цмин, чабрец и др.
Богата и разнообразна водная растительность заповедника. В водоемах отмечено 109 видов растений, в том числе сальвиния плавающая и чилим (реликты), наяда морская, частуха Лезеля, кувшинки белая и чисто-белая, вольфия бескорневая; обильны водокрас, кубышка, стрелолист, сусак, ежеголовники, телорез и др. Богатство флоры (более 900 видов высших растений) и разнообразие растительных формаций объясняется разнообразием экологических условий заповедника.
В составе фауны отмечено 49 видов млекопитающих, 184 — птиц, 8 — пресмыкающихся, 8 — земноводных и 35 видов рыб. Из млекопитающих встречаются выхухоль, обыкновенная и малая землеройки, белозубка, кутора, обыкновенный кожан, рыжая вечерница, обыкновенный ушан, зайцы беляк и русак, белка, крапчатый суслик, лесная соня, речной бобр, лесная мышовка, тушканчик, обыкновенный хомяк, мыши желтогорлая и малютка, степная пеструшка, водяная крыса, волк, лисица, барсук, горностай, ласка, норка, обыкновенный и степной хорьки, кабан, косуля, благородный олень (заходит), пятнистый олень (акклиматизирован), лось, зубробизон (завезен) и др.
Из птиц отмечены большая и ушастая поганки, серая и рыжая цапли, большая и малая выпи, серый гусь, кряква, серая утка, чирки свистунок и трескунок, широконоска, свиязь, гоголь, красноголовый нырок, ястребы тетеревятник и перепелятник, орлы — могильник, карлик и змееяд, большой подорлик, орлан-белохвост, скопа, сарыч, осоед, черный коршун, чеглок, пустельга, кобчик, перепел, серый и черный журавли, лысуха, погоныш, вальдшнеп, бекас, турухтан, озерная чайка, речная крачка, вяхирь, зимородок, сизоворонка, золотистая щурка, удод, филин, ушастая и болотная совы, дятлы, зеленушка, синицы, мухоловки, славки, дрозды, восточный соловей, варакушка и др.
Из пресмыкающихся в заповеднике обитают болотная черепаха, веретеница, прыткая ящерица, разноцветная ящурка, обыкновенный уж, медянка, степная и обыкновенная гадюки, а из земноводных — краснобрюхая жерлянка, обыкновенная чесночница, зеленая и обыкновенная жабы, озерная, прудовая, остромордая и травяная лягушки. В водоемах обычны карась, окунь, щука, линь, язь, лещ, изредка встречаются стерлядь, сазан, чехонь, судак и др. (всего 33 вида рыб).
Направление научных исследований заповедника — разработка методов охраны, восстановления и рационального использования природных комплексов долины Хопра; изучение ильмовых и дубовых лесов с ясенем, уникальных ольховых пойменных лесов и поиски путей их сохранения в связи с изменением гидрологического режима; изучение биологии выхухоли и разработка методов охраны, восстановления и расселения ее в России.
