Hoạt động nghiên cứu khoa học của Trường được quan tâm thường xuyên và không ngừng nâng cao về chất lượng. Trường đã và đang triển khai 33 đề tài nghiên cứu khoa học các cấp, trong đó có 1 đề tài trọng điểm ĐHQGHN, 4 đề tài đặc biệt cấp ĐHQGHN và các đề tài, đề án KH-CN cấp ĐHQGHN do Trường Đại học Giáo dục quản lý, đề tài nhánh, các công trình nghiên cứu khoa học với tổng kinh phí là 1.440 triệu đồng. Các đề tài tập trung nghiên cứu những vấn đề lý luận và thực tiễn đặc thù của đơn vị, mang tính thực tế cao. Kết quả nghiên cứu của hầu hết các đề tài bước đầu đã được áp dụng hiệu quả vào thực tiễn hoạt động của đơn vị, nhiều công trình nghiên cứu của cán bộ đã được công bố trên các tạp chí chuyên ngành, được báo cáo tại các hội nghị trong nước và quốc tế.
Từ năm 2001 đến nay, Trường đã tổ chức được 9 hội thảo khoa học quốc tế về “Tìm sự cân bằng giáo dục trong xu thế toàn cầu hóa” (tháng 11/2002) và “Chất lượng giáo dục và vấn đề đào tạo giáo viên” (10/2004), “Hội thảo Pháp - Á và các vấn đề về Giáo dục hướng nghiệp Việt Nam” (01/2005), Hội thảo của tổ chức AUN, các Hội thảo khoa học thường niên về Giáo dục Việt Nam–Nhật Bản.
Thực hiện phương châm nhà giáo chất lượng cao vừa phải là người có kiến thức khoa học vững chắc, kỹ năng sư phạm vững vàng đồng thời có năng lực nghiên cứu khoa học, do đó 100% học viên Trường Đại học Giáo dục làm khoá luận tốt nghiệp thay vì thi tốt nghiệp. Chính vì vậy ngay từ năm thứ nhất học viên sư phạm đã bắt đầu tham gia các hoạt động nghiên cứu khoa học của Trường , thường xuyên được tham dự các khóa tập huấn, bồi dưỡng, seminar khoa học do các giáo sư trong và ngoài nước tiến hành, tập dượt làm các báo cáo, triển khai các đề tài khoa học. Khác với các học viên khoa học cơ bản, học viên sư phạm được tham gia nghiên cứu khoa học song song ở cả 2 lĩnh vực: Khoa học cơ bản và khoa học giáo dục. Hội thảo khoa học viên của Trường được tổ chức đều đặn hàng năm với sự tham gia đông đảo của học viên. Nhiều học viên liên tục đạt giải cao tại các cuộc thi Olympic các môn Trường học tại các trường thành viên, 2 học viên được được nhận giải khuyến khích “Học viên nghiên cứu khoa học” của Bộ Giáo dục & Đào tạo.