Khi phát hành R3 hoàn thành HSDPA và HSUPA vẫn chưa được đưa vào kế hoạch nghiên cứu. Trong năm 2000, khi thực hiện hiệu chỉnh WCDMA và nghiên cứu R4 kể cả TD-SCDMA, người ta nhận thấy rằng cần có một số cải thiện cho truy nhập gói. Để cho phép phát triển này, nghiên cứu khả thi (danh mục nghiên cứu) cho HSDPA được khởi đầu vào tháng 3 năm 2000. Nghiên cứu này được bắt đầu theo các nguyên tắc của 3GPP (phải có ít nhất bốn hãng ủng hộ). Các hãng ủng hộ khởi đầu nghiên cứu HSDPA gồm Motorola và Nokia thuộc phía các nhà bán máy và BT/Cellnet, T-mobile và NTTDoCoMo thuộc phía các nhà khai thác.
Nghiên cứu khả thi đã kết thúc tại phiên họp toàn thể TSG RAN và kết luận rằng các giải pháp được nghiên cứu cho thấy có lợi. Trong danh mục nghiên cứu HSDPA này có các vấn đề được nghiên cứu để cải thiện truyền dẫn số liệu gói đường xuống so với các đặc tả R3. Các chuyên đề như phát lại lớp vật lý và lập biểu dựa trên BTS đã được nghiên cứu cùng với mã hóa và điều chế thích ứng. Nghiên cứu cũng bao hàm cả một số nghiên
cứu về công nghệ phát thu nhiều anten dưới tiêu đề “nhiều đầu vào nhiều đầu ra” (MIMO) cùng với chọn ô nhanh (FCS).
Vì nghiên cứu khả thi cho thấy có thể đạt được cải thiện đáng kể với mức độ phức tạp hợp lý, nên rõ ràng cần tiếp tục danh mục nghiên cứu thực tế để phát triển các đặc tả. Sau khi danh mục công tác này đã được thiết lập, phạm vi công tác này vẫn tuân theo danh mục nghiên cứu nhưng MIMO được lấy ra thành một danh mục nghiên cứu riêng và nghiên cứu khả thi FCS cũng được bắt đầu độc lập. Danh mục nghiên cứu HSDPA được nhiều nhà bán máy ủng hộ hơn và danh mục nghiên cứu thực tế này đã được sự ủng hộ từ các nhà bán máy lớn nhu Motorola, Nokia và Ericsson. Trong quá trình nghiên cứu, tất nhiên con số các hãng đóng góp kỹ thuật cho quá trình này còn lớn hơn nhiều. Một năm sau, đặc tả HSDPA R5 được phát hành. Tất nhiên vẫn còn có các hiệu chỉnh cho HSDPA, nhưng chức năng lõi đã có trong các đặc tả lớp vật lý. Nghiên cứu một phần bị chậm lại do các hoạt động hiệu chỉnh song song cần thiết cho các đầu cuối và mạng R3 đang được triển khai nhất là đối với các khía cạnh giao thức, các kiểm tra kỹ lưỡng được thực hiện để phát hiện các chi tiết cần hiệu chỉnh và làm rõ nghĩa các đặc tả và đây là một trường hợp đối với các thiết bị R3 trước khi bắt đầu các hoạt động thương mại tại châu âu vào nửa cuối của năm 2002. Nghiên cứu các bộ phận của giao thức HSDPA chiếm nhiều thời gian nhất, trong đó nghiên cứu tương thích ngược được bắt đầu vào tháng 3 năm 2004.
Trong các chuyên đề khác liên quan đến HSDPA, danh mục nghiên cứu MIMO không hoàn thành trong chương trình khung thời gian của R5 và R6. Người ta vẫn tranh luận xem có xứng đáng đưa nó vào hệ thống hay không và đây là chuyên đề nằm trong danh sách chuyên đề của R7. Nghiên cứu khả thi đối với FCS đã kết luận rằng lợi ích nhận được từ nó không đáng kể so với sự tăng thêm độ phức tạp vì thế sau khi nghiên cứu này khép lại không có danh mục nào được đưa ra cho FCS. Trong khi tập trung lên FDD (ghép song công phân chia theo tần số), TDD (ghép song công phân chia theo thời gian) cũng được đưa vào danh mục nghiên cứu HSDPA kể cả các giải pháp tương tự trong cả hai chế độ TDD (TDD băng rộng và băng hẹp).