Неотъемлемой частью работы кафедры, начиная с момента ее образования, является научно-исследовательская деятельность.

На кафедре в течение ряда лет разрабатывались следующие научные проблемы:

1. Вопросы эндокринологии и проницаемости гематоэнцефалического барьера (1938-1948 гг.)
2. Биохимия и патохимия обмена веществ и механизмы его регуляции (1959-1965 гг.)
3. Биохимия и патохимия энергетического обмена (1965-1975 гг.)
4. Гигиеническая регламентация и токсиколого-гигиеническая оценка новых химических веществ (1983-1993 гг.)

Начиная с 1983 г. и по настоящий момент основное направление научной работы кафедры - исследование метаболических процессов в организме плода при нарушениях маточно-плацентарного кровообращения по проблеме «Возрастные особенности детского организма в норме и патологии». Работа проводится в комплексе с НИИ материнства и детства и педиатрическими кафедрами.

Под научным руководством проф. В.Б.Слободина по этой теме сотрудниками кафедры и соискателями защищены 2 докторских и 10 кандидатских диссертаций.

В это же время с приходом на кафедру доцента В.А.Горбунова начинают проводиться токсикологические исследования по хоздоговорной тематике с НИИ и промышленными предприятиями городов Москвы, Иваново, Заволжска. По результатам этих НИР проблемной комиссией АМН “Научные основы гигиены окружающей среды” утверждено 12 гигиенических регламентов содержания химических веществ в воде водоемов,  разработаны и утверждены областной СЭС  токсиколого–гигиенические паспорта для 47 новых химических веществ. Помимо этого проведены исследования по биоразлагаемости 20 химических веществ.

 В рамках программы «Эколого-гигиенические проблемы безопасности России и пути ее решения» с 1997 г. на кафедре проводились исследования токсичности свинца. По материалам этих работ выполнена и защищена кандидатская диссертации аспирантки Н.Г.Мочаловой (Калининой).

Научные разработки коллектива кафедры внедряются в практическое здравоохранение. Результаты исследований получили отражение в трех методических рекомендациях, изданных на республиканском уровне и информационном письме для врачей Ивановской области.

Ежегодно сотрудники кафедры принимают участие в работе биохимических съездов, международных и российских научных конференций и симпозиумов. Результаты исследований публикуются в центральной печати, сборниках научных работ и материалах конференций.

За период проведения на кафедре научно-исследовательской работы были выполнены и защищены:

кандидатские диссертации – С.В.Захаровым, Ю.Л.Кузьминой, Т.В.Фетисовой, В.И.Якубовской, О.Н.Алеутской, В.А.Усольцевой, Т.А.Саловой, А.И.Кокориной, Л.Н.Каекиной, М.Д.Лебедевой, Е.Л.Перской, С.Г.Кириченко, Н.П.Ларионовой, В.Н.Русановым, Л.В.Гусаковой, Г.Л.Сизяковой, И.К.Томиловой, Н.Г.Мочаловой, А.В.Маслюковой.

докторские диссертации – А.Д.Берштейном, А.А.Спрысковым, В.А.Усольцевой, В.Б.Слободиным, И.К Томиловой.

Сотрудниками кафедры получено: 9 патентов и авторских свидетельств на изобретения, 12 удостоверений на рационализаторские предложения отраслевого и местного значения.

В настоящее время проводится научная работа аспиранкой 2-го года очной формы Мешковой Е.М. и аспиранткой 1-го года заочной формы обучения Черняк А.С. на темы их  запланированных кандидатских диссертаций. Научный руководитель - д.м.н., доцент  И.К. Томилова.  

Ведутся поисковые научно-исследовательские работы ассистентом А.В. Маслюковой, доцентом О.В. Гришиной в плане выполнения докторских диссертаций.