全县30个乡镇均有矿藏分布，以田湾、柿溪、火马冲、谭家场、长田湾5个乡镇为多。种类有铁、钒、硫、磷、石灰石、金、铜、铅、锌、锑、耐火粘土、高铝钒土、硅石、冰州石、玉竹石、金刚石、煤、石煤和铀等32种。其中煤、磷、石灰石分布广，储量大，质量好，埋藏浅，易开采；硫、铅、锌矿共生，可综合利用。已探明储量并开发利用的有煤、磷、石灰石、耐火粘土、硫、铜、锑、铀、金、金刚石等10种。
　　1. 煤。多分布在沅陵至怀化公路两侧及桥头溪、长田湾、仙人湾等乡。黔阳煤段，主要分布在长田湾、仙人湾、桥头溪乡，含煤二层，为9、19号煤层，以烟煤为主，局部为无烟煤。10号煤层可采，煤厚0～3米，发热量6331～24241焦／克，煤质牌号为肥煤。辰溪煤段，主要分布在板桥至城郊一带，为8号煤层，煤厚0～5米，一般0.8～1.5米，发热量28594焦／克，煤质牌号为肥煤。小江口煤系，分布在寺前至小龙门一带，含煤7层，为1～7号煤层，2、4号煤层可采，1、3、6号煤层局部可采。煤厚0～4米，一般0.4～1.2米，发热量15890～25090焦／克，煤质牌号为2号肥气煤。总储量6082.3万吨。
　　2. 石煤、煤矸石。主要分布在船溪至田湾、修溪至谭家场一带。石煤层厚数米至数十米，发热量一般为4184焦／克左右。最高可达7565焦／克，当地百姓间歇性开采作烧石灰的燃料。
　　3. 磷矿。矿体赋存于震旦系陡山沱组中部白云岩或炭质板岩中，以田湾镇的牛栏溪、云雾山和船溪乡矿区地质工作程度较高。矿体长860 6200米，宽50～610米，厚1.70～3.88米，五氧化二磷含量11.25～30.68％。地表因风化较深，品位有所提高。矿石经焙烧后，含量可提高10％左右。储量14895.31万吨。
　　4. 钒矿。县内小烟溪组地层均有不同程度的钒矿层分布，船溪至火马冲、田湾至谭家场有含钒层位。船溪乡的张家湾钒矿层长1180米，宽50米，平均厚度0.95～11.55米，含五氧化二钒0.8～1.49％，远景储量12100万吨。
　　5. 石灰石。分布在湘黔铁路和沅陵至怀化公路沿线及沅水两岸，除县境东南黄溪口、苏木溪、柿溪、伍家湾及安坪一带未见出露外，其余乡镇均有成片或零星出露。储量46600万吨以上。
　　6. 硅石(石英砂岩矿)。主要分布在县境东南部后塘、黄溪口一带，苏木溪、上蒲溪一线也有分布。后塘乡的米家至屠家一段，长2000米，宽60米，厚150米，二氧化硅含量达98％，估算储量约5000万吨。
　　7. 锑矿。分布在田湾、后塘、长田湾等乡镇，以长田湾锑矿规模最大，矿体厚0.15米，长400～500米，宽150米，矿石中含锑9.56％、金0.46克／吨，为含金的锑矿石。此外，田湾和后塘乡新田、船溪乡的兵马冲都发现有锑矿。   
　　8. 玉竹石。分布在上蒲溪乡的五宝田至怀化市蒿吉坪一带，长15公里。储量约1000亿立方米。此矿石质地细腻、坚韧，呈墨绿色，民间用其作碑石、栏杆、台阶及路面石级等。一般可制作长5米，宽1.5米，厚0.3米大石板，亦可作各种规格的板石。
　　9. 黄铁、铅、锌矿。分布在田湾、船溪、柿溪、长田湾、黄溪口、苏木溪、锦滨、修溪、谭家场等乡镇。黄铁、铅、锌共生，具综合利用价值。以田湾、谭家场两矿点地质工作程度较高，矿体长数十至1000米，厚0.50～3.42米。品位：硫9.36～35.5％、铅0.54～4.11％、锌0.52～1.80％。地表均风化流失，黄铁矿亦风化为褐铁矿，仅有铅锌矿化显示。黄铁矿储量578.68万吨，铅金属量51200吨，锌金属量35800吨。