З метою реалізації виконання цільової комплексної Програми «Фізичне виховання – здоров’я нації» та рішення колегії Міністерства освіти і науки України «Про реформування системи фізичного виховання учнів та студентської молоді у навчальних закладах України» кафедрою проведено ряд науково-дослідних робіт:

• 2003-2005 рр. «Організаційно-педагогічні засади реформи предмету «Фізична культура» у контексті державної концепції «Освіта XXI століття».
• 2006-2008 рр. «Вплив кредитно-модульної системи викладання предмету «Фізична культура» на здоров’я, фізичний стан та працездатність студентів».
• 2009-2011 рр. «Дослідження важливих аспектів навчального процесу в умовах кредитно-модульної системи у фізичному вихованні студентів (для основної, підготовчої та спеціальної медичних груп)».
• 2012-2014 рр. «Дослідження нових технологій та критеріїв толерантності до фізичних навантажень студентів ВНЗ».
• 2015-2020  рр. виконана науково-дослідна робота за темою: «Дослідження методів підбору фізичних навантажень для студентів-спортсменів».
• 2021-2023 рр. запланована науков-дослідна робота за темою: «Дослідження щодо застосування інтерактивних програмних комплексів для реалізації дистанційного режиму на заняттях з фізичного виховання в ДВНЗ УДХТУ».

Для реалізації практичної роботи з запланованої теми дослідження було проведено тестування студентів 1-го курсу (340 чол. за трьома методологіями):

• визначення толерантності з фізичних навантажень по психомоторним показникам ЦНС;
• визначення різниці біологічного і паспортного віку у студентів 1-2 курсу;
• оцінка самопочуття студентів з проведеного анкетування початкових курсів.

Результати науково-дослідних робіт висвітлені у 35 методичних вказівках та рекомендаціях.

Викладачі кафедри приймають активну участь у науково-практичних конференціях України та області з проблем розвитку фізичного виховання у ВНЗ.

Керівник науково-дослідної роботи кафедри професор Охромій Г.В. неодноразово виступала з доповідями  на міжнародних та національних науково-практичних конференціях, опублікувала статті та тези з оптимізації навчального процесу фізичного виховання.