Кафедра у всі роки свого існування приділяла велику увагу проведенню наукових досліджень.

Основний напрямок наукової діяльності кафедри – «Наукові основи створення, контролю та забезпечення якості лікарських засобів». Проводяться дослідження лікарських засобів синтетичного та природного походження, дієтичних добавок, розробляються методи аналізу, обґрунтовуються елементи системи забезпечення та управління якістю лікарських засобів.

На кафедрі започатковано сучасний напрямок наукових досліджень – вивчення взаємодії між низькомолекулярними біологічно активними речовинами та полімерами природного і синтетичного походження з метою модифікації фізико-хімічних та фармакологічних властивостей субстанцій і отримання нових композиційних лікарських засобів.

Здійснюється наукове обґрунтування елементів системи забезпечення якості лікарських засобів на етапах дистрибуції, роздрібної реалізації та медичного застосування.

Перший завідувач кафедри професор Я.А. Фіалков належав до плеяди дослідників менделєєвської школи. Він організував Київську аналітичну школу та налагодив підготовку наукових кадрів і науково-дослідну діяльність кафедри.

Розроблено спосіб прогнозування терапевтичної ефективності лікарських форм за характером структурування як результатом взаємодії біологічно активних речовин у системі

Проводиться вивчення теоретичних аспектів взаємодії допоміжних речовин – полімерів з активними інгредієнтами як підґрунтя для створення сучасних лікарських форм, вивчення профілів розчинених твердих дозованих лікарських засобів та впливу допоміжних речовин на тест «Розчинення».

Вперше в Україні проводяться дослідження щодо теоретичного обґрунтування організаційно-методологічних аспектів діяльності територіальних органів Держлікслужби України, як важливої складової державної системи забезпечення якості лікарських засобів в Україні, принципів функціонування систем якості в аптечних закладах.

Проводяться дослідження з наукового обґрунтування методів контролю та стандартизації гомеопатичних лікарських засобів на основі гомеопатичних субстанцій рослинного походження – гомеопатичних матричних настойок. Фармацевтичні дослідження лікарських засобів, у тому числі гомеопатичних, розробка методів їх контролю та обґрунтування системи забезпечення якості на етапах оптової, роздрібної реалізації і медичного застосування.

Проводяться дослідження лікарських засобів на основі субстанцій синтетичного та природного походження, у тому числі гомеопатичних препаратів та матричних настойок, впливу допоміжних речовин на фізико-хімічні властивості активних фармацевтичних інгредієнтів (діючих речовин, субстанцій), вивчення біологічно активних харчових добавок, розробляються методи контролю якості лікарських засобів.

Вперше у вітчизняній галузі фармацевтичних наук:

• Досліджені комплексоутворюючі властивості краун-ефірів, криптандів та інших краун-сполук. Встановлені закономірності екстракції та запропоновані екстракційні системи на основі 15-краун-5, криптанда 2.2.2, 18-краун-6, циклогексан-18-краун-6, розроблені методики кількісного визначення лікарських речовин органічної природи, калію, натрію, літію, срібла, свинцю в різних субстанціях та видах лікарських форм.
• Проведені наукові дослідження щодо теоретичного обґрунтування критеріїв і методології оцінки якості гомеопатичних лікарських засобів рослинного та мінерального походження. Розроблені методи оцінки якості комплексних гомеопатичних препаратів, які знайшли практичне втілення у вигляді аналітичної нормативної документації на 10 зареєстрованих в Україні препаратів.
• Започатковано новий напрямок наукових досліджень щодо вивчення взаємодії між низькомолекулярними біологічно активними речовинами та полімерами природного і синтетичного походження з метою модифікації фізико-хімічних та фармакологічних властивостей субстанцій і отримання нових композиційних лікарських засобів на основі проведених досліджень.
• Створено новий кардіопротектор Корвітин, розроблено спосіб прогнозування терапевтичної ефективності лікарських форм за характером структурування, як результатом взаємодії біологічно активних речовин у системі.
• Проводиться вивчення теоретичних аспектів взаємодії допоміжних речовин – полімерів з активними інгредієнтами, як підґрунтя для створення сучасних лікарських форм, вивчення профілів розчинених твердих дозованих лікарських засобів та впливу допоміжних речовин на тест «Розчинення».
• Вперше в Україні проведено дослідження щодо теоретичного обґрунтування організаційно-методологічних аспектів діяльності територіальних органів Держлікслужби України, як елементів державної системи забезпечення якості лікарських засобів в Україні, принципів функціонування систем якості в аптечних закладах.

Тривалий час на базі кафедри під керівництвом професора Н.О. Ветютневої працювала Експертна проблемна комісія НУОЗ України імені П. Л. Шупика «Фармацевтична хімія та фармакогнозія». 

На даний час на кафедрі виконується ініціативно-пошукова науково-дослідна робота «Дослідження складу деяких перспективних лікарських рослин, розробка методів контролю якості та організаційних підходів до управління якістю лікарських засобів і дієтичних добавок» (державний реєстраційний номер: 0120U103016, термін виконання: 2020–2024).