医院大力实施“科技兴院”政策，通过锤炼学科群，重点布局了内分泌研究所、心血管疾病研究所、肿瘤疾病研究所、骨与关节疾病研究所、神经疾病研究所、医学影像研究所、心血管大数据与影像人工智能实验室、脑疾病多组学研究中心、感染相关疾病研究所，总计9个研究所。医院陆续获批了国家眼部疾病临床医学研究中心湖南分中心、国家代谢性疾病临床医学研究中心湖南分中心、国家神经系统疾病临床医学研究中心湖南省分中心等3个国家级分中心，以及湖南省肝癌早诊早治工程研究中心、湖南省糖尿病临床医学研究中心、湖南省心肌损伤临床医学研究中心、湖南省免疫相关性脑病临床医学研究中心、湖南省脊柱微创临床医学研究中心、湖南省干眼疾病临床医学研究中心、湖南省重大慢性疾病药物评价临床医学研究中心、湖南省肥胖症防治临床医学研究中心、湖南省高发性传播疾病精准诊治临床医学研究中心等省级研究中心。

医院近年来共获得国家级课题130余项，省部级和重要横向科研课题1033项，纵向科研经费总数8000余万元，配套经费1.3亿元，科研奖励3000余万元。累计发表SCI论文5000余篇，其中中科院一区/二区的文章600余篇，获批发明专利、实用新型专利共233项，获国家科学技术进步二等奖1项，湖南省自然科学奖一等奖2项，湖南省科学技术进步二等奖3项，湖南省科学技术进步三等奖1项，湖南省自然科学二等奖1项，湖南省自然科学三等奖1项。

医院科研综合实力位列全省第4。