В заповеднике и его окрестностях известно много городищ и стоянок человека эпохи неолита. В XVII – начале XX вв. владельцами юго-восточной окраины муромских лесов были монастыри, казна и частные лица. В восточной части заповедника до сих пор сохранилась точка, где сходятся границы трех губерний, именуемая «золотым столбом». Владельцы того времени старались сохранять и даже повышать продуктивность лесов, о чем свидетельствуют многочисленные осушительные канавы в заболоченных и переувлажненных участках. Через эти участки прокладывали гати, которые сохранились на некоторых участках заповедника. Самое большое озеро – Инорское – соединялось с реками Мокшей и Пуштой каналами, прорытыми вручную. При наступлении заморов в створах этих каналов вылавливали рыбу. Одна из монастырских келий, называемая «Арга» (по имени реки), стояла до последнего времени.

Первые отрывочные сведения о флоре, относящейся сегодня к территории МГПЗ, содержатся в работе Д.И. Литвинова, который исследовал, наряду с прочими, Темниковский уезд Тамбовской губернии. Специальные исследования флоры и растительности вновь созданного заповедника предпринял московский профессор Н.И. Кузнецов в 1936–1939 гг. К сожалению, эти материалы были опубликованы только после смерти автора, готовились к печати без него, в списке флоры есть досадные пропуски и ошибки. В 1942–1943 гг. в заповеднике работала сотрудница отдела споровых растений БИН АН СССР Т.Л. Николаева. Видовой состав грибов заповедника изучал В.Я. Частухин. Сведения по флоре и растительности лугов содержатся в работе А.С. Щербаковой. Позднее здесь работали О.Я. Цингер, ею сделаны небольшие дополнения и уточнения для флоры заповедника. В 1980 г. Т.Б. Силаевой в рамках выполнения диссертационной работы «Флора бассейна р. Мокши» проведены флористические сборы в МГПЗ, переданные в гербарий им. Д.П. Сырейщикова. В 1980–1985 гг. эпизодически здесь работали ботаники МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством В. Н. Тихомирова, В. С. Новикова. Планомерные исследования растительного покрова ведут сотрудники заповедника. Их результаты отражены в «Летописи природы». Сотрудниками заповедника составлен специальный аннотированный список по редким видам флоры, в котором приводятся сведения о 18 видах. Сводной является работа по флоре МГПЗ, изданная его сотрудниками Н.В. Бородиной, И.С. Терешкиным, Л.В. Долматовой, Л.В. Терешкиной. В ней содержатся сведения о распространении, экологической приуроченности и степени редкости 736 видов сосудистых растений. Позднее сотрудниками заповедника опубликованы работы о дополнениях к флоре.

С 1980-х гг. в заповеднике ведутся регулярные стационарные наблюдения за состоянием популяций редких видов флоры на постоянных учетных площадках, что также находит свое отражение на страницах Летописи природы, где есть раздел, посвященный редким видам МГЗ. Сотрудниками заповедника прослежено изменение численности ценопопуляций многих редких видов флоры в связи с естественными сукцессионными процессами (Glyceria lithuanica (Gorski) Gorski), Carex bohemica Schreb., C. disperma Dew., C. irrigua (Wahlenb.) Smith ex Hoppe, C. limosa L., Cypripedium calceolus L., Corallorhiza trifida Chatel., Listera cordata (L.) R. Br., Goodyera repens (L.) R. Br., Lunaria rediviva L., Trapa natans L., Moneses uniflora (L.) А. Gray). Выявлено, что бореальные виды флоры, экологически приурочены к приречным ельникам с широким разбросом экологических условий. Редкие виды обычно наиболее чувствительный компонент экосистемы. Они быстро реагируют на изменение среды и выпадают из сообществ в результате эндогенных экогенетических процессов. Таким образом, они могут исчезать на заповедных территориях без всякого антропогенного воздействия (Летопись…, 1985–1992). Вопросам охраны растений и их сообществ посвящены и другие работы. Имеются исследования по динамике растительного покрова сосновых лесов . Художественное описание природы заповедника можно найти в популярных работах И.С. Терешкина. Многие ценные материалы, собранные ботаниками заповедника в результате многолетних исследований, к сожалению, так и остаются неопубликованными. В рамках диссертационного исследования специальные наблюдения по редким сосудистым растениям в МГЗ проведены И.В. Кирюхиным, собран гербарий, хранящийся в Гербарии кафедры ботаники и физиологии растений МГУ имени Н.П. Огарева (GMU).

По всей видимости, первые сведения о фауне территории заповедника, относящейся тогда к Темниковскому уезду Тамбовской губернии, восходят к именам таких естествоиспытателей как А.С. Резцов и С.А. Предтеченский. Первый из них курсировал в уезде летом 1897 г. с целью изучения в основном птиц. Второй в разные годы начала XX в. изучал и коллектировал разные группы позвоночных животных. При этом он неоднократно бывал и в Тамбовском уезде. До организации заповедника с прикладной целью в 1927 г. профессором Г.С. Судейкиным были тщательно осмотрены леса двух лесничеств, позднее вошедших в пределы ООПТ. Он отметил сильную захламленность лесов, обусловленную огромным количеством ветровала, захламлением лесосек после сплошной вырубки и неубиранием остатков после заготовки авиационной древесины. Первая планомерная и подробная экспедиция под руководством профессора С.И. Огнева пришла к заключению, что изучение фауны заповедника может выявить новые самостоятельные виды. Более основательно исследовала фауну экспедиция 1936 г. под руководством профессора С.С. Турова (териолог Л.Г. Морозова-Турова, энтомолог В. В. Редикорцев, ихтиолог Ф.Ф. Центилович, орнитолог Е.С. Птушенко). В 1939 г. в заповеднике работала гидробиологическая экспедиция кафедры зоологии Воронежского зооветеринарного института под руководством В.И. Широковой.

Туров С.С. с сотрудниками заповедника, 1936 г.

В годы Великой Отечественной войны в заповеднике проводилась заготовка местного каучуконоса – бересклета. В это же время специальная лаборатория приступила к поискам грибов, содержащих пенициллин. Первой послевоенной экспедицией в заповеднике была группа почвоведов Московского университета, работавшая в 1945-1947 гг. под руководством профессора Н.П. Ремезова. Только в конце 1940-х годов появляется собственный штат научных работников (И.Д. Щербаков, Ю.Ф. Штарев, с 1958 г. – М.Н. Бородина и Л.П. Бородин).

Сотрудники заповедника и участники почвенной экспедиции: Л.В. Шапошников, директор заповедника Н.Н. Латышев, проф. Н.П. Ремезов, И.Г. Гафферберг, Н.И. Корчагин, К.М. Смирнова, А.А. Успенская, Н.И. Ивановская, В.В. Кожевников, 1946 г.

Энтомологические исследования в середине – конце 1940-х гг. проводились Н. В. Бондаренко, Н.В. Бубновым, С. М. Несмерчуком. Впоследствии они были опубликованы в посмертной работе Н.Н. Плавильщикова и Н.В. Бондаренко. В последующие годы изучением пядениц МПГЗ занималась сотрудница Зоологического музея МГУ Е.М. Антонова, профессор Нижегородского университета Г.А. Ануфриев изучал цикадовых. В июле 1962 г. и в 1965 г. сотрудники кафедры лесозащиты Московского лесотехнического института определяли фауну дендрофильных насекомых для выявления вредителей лесных сообществ. В 1969 г. были изучены различные аспекты биологии сосновых лубоедов. В 1970-х – начале 1980-х годов в заповеднике работала группа по изучению жужелиц под руководством сотрудника МГПЗ В. Ф. Феоктистова. В конце 1990-х гг. А. Г. Каменевым и Ю. А. Кузнецов проведены гидробиологические изыскания на р. Пуште. Часть материалов, хранящихся в музее заповедника, была обработана А. Б. Ручиным с соавторами. Все эти исследования позволили значительно расширить список фауны насекомых заповедника.

В 1950-х – 1960-х гг. обобщаются материалы по гельминтам промысловых животных. В 1960–1970-х гг. в заповеднике работали сотрудники Всесоюзного института гельминтологии, а в дальнейшем паразитологи Мордовского госуниверситета.

В 1965–1966 гг. проведены ихтиологические исследования, которые позволили выявить 15 видов рыб, обитающих в озерах МГПЗ. В это же время в заповеднике проводил анализ структуры чешуи как метода исследования межпопуляционных связей известный ихтиолог М.В. Мина. Дальнейшие ихтиологические исследования происходили в рамках «Летописей природы» и были обобщены С.К. Потаповым с соавторами. Некоторые сведения по ихтиофауне рыб р. Сатис были собраны В.А. Кузнецовым.

Особенно плодотворно в заповеднике изучалась фауна наземных позвоночных животных. Герпетологические исследования после Е.С. Птушенко были продолжены С.П. Касаткиным, В. И. Астрадамовым, А.Б. Ручиным и М.К. Рыжовым, а также известным тольяттинским герпетологом А.Г. Бакиевым. Некоторые сведения о возрастной структуре серой жабы, обитающей на территории заповедника, можно найти в работе сотрудницы Института проблем экологии и эволюции РАН Э.М. Смириной. Изучение фауны птиц заповедника связано с именами таких орнитологов как И.Д. Щербаков, М.А. Ледяйкина, Л.И. Брызгалина, Г.Ф. Гришуткин, А.С. Лапшин, С.Н. Спиридонов.

В 1960–1970-х гг. обобщаются и дополняются сведения по фауне млекопитающих, а также экологии отдельных видов животных. Исследования териофауны на современном этапе продолжаются К.Е. Бугаевым и С.К. Потаповым.