Естественные лесные участки урочища в подавляющем большинстве относятся к дубравам, хотя довольно обычны и бсрестовники. Донской ботаник Г.М.Зозулин отмечал, что это вообще характерно для лесов Белокалитвенского района. Дубравы и урочище Филькина балка относятся к варианту простых, и сопутствующих дубу пород в них нет.
Только в одном месте, в ммчальном отвершке балки, впадающем с юга, где сооружена логина, ниже нее сохранился своеобразный реликтовый островок клена полевого. Его природный характер подтверждается тем, что вместе с кленом полевым здесь обнаружены отсутствующие в простых дубравах урочища лесные травы: звездчатка лесная, фиалка удивительная, колокольчик шероховатый, чистец лесной, овсяница гигантская и др.