Виконання науково-дослідних робіт забезпечують керівники 77 кафедр, Науково-дослідного інституту епідеміології та гігієни, Центральної науково-дослідної лабораторії та лабораторії промислової токсикології, Науково-дослідного центру з випробування нових протипухлинних засобів. До виконання НДР також залучені інші структурні підрозділи Університету, а саме, наукова бібліотека, відділ науково-медичної інформації та інтелектуальної власності, відділ метрології,  відділ технічного обслуговування лабораторного і медичного обладнання, віварій, ботанічний сад лікарських рослин. Організаційну та науково-методичну допомогу при виконанні НДР, окрім Вченої ради університету, Вчених рад відповідних факультетів, надають Рада молодих вчених і спеціалістів, Рада Студентського наукового товариства.

    Науково-дослідна робота Університету проводиться за наступними науковими напрямами: серцево-судинна хірургія та трансплантологія; клініко-патогенетичні особливості захворювань з нейросоматичними порушеннями;  особливості стану гепатобіліарної системи у хворих з поліморбідними ураженнями внутрішніх органів; діагностичні критерії та стандартизовані методи лікувальної корекції метаболічних порушень у пацієнтів різних вікових груп; особливості гемодинамічних розладів та розвиток інфекційно-запальних ускладнень у хворих з окремою плановою та ургентною патологією серця та магістральних судин;  особливості оптимізації методів лікування хірургічної патології органів дихальної, травної та сечо-статевої систем за допомогою міні- та неінвазивних технологій; сучасна тактика лікування та клінічний перебіг запальних і  гнійно-некротичних видів патології хворих з ураженням мʼяких тканин; взаємозв’язок захворювань пародонта та загальносоматичної патології; моніторинг епідемічної ситуації з рикетсійних інфекцій в Україні, що  спрямовані на біологічну безпеку населення; діагностика природно-вогнищевих зоонозів та способи їх екстреної неспецифічної профілактики; розробка технології лікарських засобів нових складів; синтез та вивчення біологічно активних речовин; система покращення якості надання медичної допомоги населенню; організація та управління охорони здоров’я серед населення.