Наукова діяльність була й залишається підґрунтям якісної підготовки висококваліфікованих фахівців на додипломному та післядипломному етапах навчання, розв’язання актуальних завдань медичної теорії та практики, ідентифікації і визнання ДонНМУ ім. М.Горького наукової спільнотою на теренах нашої країни та за її межами.

Основними науковими напрямками діяльності університету є:

• Профілактика, діагностика та лікування серцево-судинних захворювань.
• Удосконалення комплексної діагностики та лікування онкологічних захворювань у дорослих та дітей з урахуванням регіональних факторів.
• Мініінвазивні втручання при хірургічній патології у дітей та дорослих.
• Комплексна діагностика, лікування та профілактика уражень твердих тканин зуба.
• Оптимізація профілактики, діагностики та комплексного лікування хірургічної патології у дітей з вродженими аномаліями розвитку, що сполучені з різними соматичними та інфекційними захворюваннями.
• Розробка і впровадження ефективних методів і засобів спеціалізованої травматологічної допомоги постраждалим з ушкодженнями різної локалізації, профілактики, діагностики та корекція порушень метаболізму при травмах опорно-рухової системи.
• Валеологія.

У рамках зазначених наукових напрямків щорічно виконується 2 НДР за рахунок коштів загального фонду держбюджету та 2 ініціативні (пошукові) НДР.

У виконанні науково-дослідних робіт беруть участь 32 доктор наук, 64 кандидатів наук, у тому числі 27 професорів, 54 доценти.

У вузі працюють 3 академіки НАМН України, 1 член-кореспондент НАМН України. 7 заслужених діячів науки і техніки України; 5 лауреатів Державної премії України в галузі науки та техніки.