La Reserva está formada por amplios tramos de los valles de los ríos Leza, Jubera, Cidacos y Alhama que discurren desde el sur (Sistema Ibérico) hasta el norte (Depresión del Ebro). La alternancia entre cañones y valles abiertos determina el paisaje de estas tierras, y es fundamental para explicar los usos y actividades del territorio. Todos los ríos son de marcado carácter mediterráneo, con fuertes variaciones de caudal entre primavera y verano.
El río Leza tiene su origen en las zonas más altas del Camero Viejo, donde se encuentran amplios bosques de hayas, pinares y tranquilos pastizales de montaña. Este valle alberga numerosos pueblos y aldeas, bien conservadas y con un gran encanto, muestra de los numerosos pobladores con los que contó en épocas pasadas. El hombre habitó este valle desde la antigüedad, como así lo atestiguan los dólmenes existentes en Soto, Torre y San Román de Cameros. Uno de los elementos del paisaje lo constituyen las terrazas construidas a lo largo de los siglos para el cultivo de las escarpadas laderas, tónica habitual en toda la Reserva.
Estos trabajos son un vestigio impresionante de la lucha por la superviviencia en estas zonas. A partir de Soto de Cameros el valle se encajona, modelando el paisaje de calizas calcáreas, formando las Gargantas del Leza, un paisaje admirable que constituye la gran puerta de entrada al Valle del Camero Viejo, nombre con el que se identifican sus habitantes actuales.
El valle más despoblado de toda la Reserva, es también uno de los más impactantes por sus paisajes, desde sus partes altas se puede observar toda la topografía riojana y la de las provincias vecinas. La ganadería de montaña es la única actividad económica que sustenta todavía la parte alta de este valle. Vacas y yeguas, salpican la superficie de los abundantes pastizales, jarales y rebollares. El desnivel por el que transcurre el río Jubera, provoca la presencia de un gran número de barrancos hasta llegar a Santa Engracia.
El río Cidacos entra en La Rioja a través del municipio de Enciso, rodeado de encinares, pinares y extensos hayedos continuación de los del valle del Leza. La ganadería también presente en esta zona ha ayudado a conformar el paisaje, abundan yeguas, vacas y cabras. El valle también es estrecho y encajonado, produciendo taludes y escarpadas paredes hasta Arnedillo, centro y motor turístico y económico del valle, por sus aguas termales. A partir de aquí se ensancha dando lugar a riberas ocupadas por ricas huertas, y mosaicos de cultivos de almendros y olivos.
El río Alhama y su afluente el Linares abarcan una buena parte del territorio de la Reserva. Es un valle más accesible y en general con menor pendiente lo que permite la presencia de cultivos tradicionales. Este valle fue una zona de intensa presencia humana durante los últimos 2000 años, como así lo demuestra el poblado celtíbero de Contrebia Leukade en Aguilar y los abundantes castillos de origen árabe y cristiano.
La historia se entrecruza en las numerosas cuencas donde conviven el cultivo del olivo y del almendro, de origen romano y árabe respectivamente, como en Grávalos, Igea, Cervera, o Aguilar. Son muy abundantes los matorrales aromáticos de las partes bajas de los valles y que rodean a los carrascales, constituyéndose la encina como el árbol emblemático de las zonas forestales, como en Villarroya, Grávalos, Aguilar y Cervera. Los cortados de las partes altas del Alhama, configuran un paisaje muy agreste, como la Sierra de Tormo o el Barranco de Fuentestrún del Cajo.