Важливим та невід’ємним складником діяльності університету є наукова та науково-дослідна робота. Для її координації в Уманському державному педагогічному університеті імені Павла Тичини було введено підрозділ – «Науково-дослідна частина», що включав такі відділи: науково-дослідний відділ, відділ аспірантури та докторантури, науково-дослідні центри, науково-дослідні та навчально-наукові лабораторії, редакційний відділ.

Згодом відділи почали існувати як самостійні підрозділи.

Метою діяльності відділу науково-технічного розвитку та євроінтеграції є організаційне забезпечення наукової, науково-інноваційної діяльності та міжнародного співробітництва університету.

Основними завданнями відділу є:

• планування і удосконалення  наукової та інноваційної діяльності в університеті;
• пропаганда досягнень науковців університету, організація впровадження результатів їх досліджень і розробок в навчальний процес та практичну діяльність;
• планування і координація діяльності науково-дослідних лабораторій;
• проведення на базі університету наукових семінарів, конференцій, симпозіумів, наукових робіт та олімпіад з навчальних дисциплін і спеціальностей, а також участь університету у науковій діяльності на регіональному, всеукраїнському та міжнародному рівнях;
• видання в університеті наукових журналів, матеріалів конференцій;
• організація роботи Ради молодих вчених та Студентського наукового товариства;
• підготовка звітності про наукову і науково-технічну діяльність університету.

Науково-дослідна робота в УДПУ імені Павла Тичини посідає провідне місце і спрямована на виконання таких пріоритетних напрямів: європейський рівень якості та доступності освіти, духовна зорієнтованість на демократизацію освіти, забезпечення розвитку освіти на основі нових прогресивних концепцій, запровадження сучасних технологій та науково-методичних досягнень.

В умовах інформатизації суспільства одним із напрямів удосконалення видавничої діяльності ЗВО є ефективна робота редакційного відділу. Стратегічними завданнями відділу на сьогодні є забезпечення плідної співпраці з професорсько-викладацьким колективом щодо якісної підготовки навчально-методичної літератури в Уманському державному педагогічному університеті імені Павла Тичини, підготовка до друку наукових фахових видань університету та їх популяризація на європейському і світовому рівнях.

Редакційний відділ координує роботу редколегій 6 фахових видань, серед яких: у категорії «В»: «Збірник наукових праць Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини», «Історико-педагогічний альманах» (спільно з НАПН України); «Психолого-педагогічні проблеми сільської школи»; «Проблеми підготовки сучасного вчителя»; у категорії «Б»: «Економічні горизонти»; «Порівняльно-педагогічні студії».

Фахові видання університету зареєстровані, реферуються та індексуються у наукометричних базах даних, пошукових системах та депозитаріях: Index Copernicus, Google Scholar, CrossRef, ISSN International Centre, (м. Париж), WorldCat (США), Bielefeld Academic Search Engine (BASE), Українська науково-освітня мережа УРАН, Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського, Реферативна база даних «Україніка наукова» та ін.

Крім фахових видань, редакційний відділ також є координатором низки періодичних видань різного спрямування: науковий журнал «Філологічний часопис», журнал «Уманська старовина». У 2018 році було створено журнали «Соціальна робота і соціальна освіта» та «Психологічний журнал».

Нещодавно одразу два наукових журнали «Соціальна робота та соціальна освіта» і «Філологічний часопис» включено до Переліку наукових фахових видань України (категорія Б) рішенням Атестаційної колегії Міністерства освіти і науки України (Наказ № 1471 від 26.11.2020 р.).

Відділ аспірантури та докторантури координує діяльність структурних підрозділів університету, які здійснюють підготовку здобувачів вищої освіти ступеня доктора філософії та доктора наук.

Рішенням атестаційної колегії Міністерства освіти України  25 березня 1993 року при університеті відкрита постійнодіюча аспірантура з двох спеціальностей:

07.00.01 – Історія України; 13.00.01 – Теорія та історія педагогіки; та дозволили провести разовий прийом до аспірантури зі спеціальностей: 09.00.06 – Теорія та історія релігій, вільнодумства та атеїзму; 09.00.10 – Філософія політики.

Враховуючи потребу університету у фахівцях вищої кваліфікації, необхідний науковий потенціал, Головне управління керівних і науково-педагогічних кадрів Міністерства освіти України дало дозвіл (лист №9/2-239 від 21.05.1998р.) на відкриття аспірантури з таких спеціальностей:

09.00.12 – Українознавство і 10.02.01 – Українська мова

Відділ аспірантури та докторантури був створений за рішенням вченої ради університету у 1999 році. Було відкрито ще низку спеціальностей:

01.02.04 – Механіка деформівного твердого тіла;

01.03.02 – Астрофізика, радіоастрономія;

13.00.01 – Загальна педагогіка та історія педагогіки;

13.00.02 – Теорія та методика навчання з фізики;

13.00.02 – Теорія та методика трудового навчання;

13.00.07 – Теорія та методика виховання;

13.00.08 – Дошкільна педагогіка;

13.00.09 – Теорія навчання;

08.09.01 – Демографія, економіка праці, соціальна економіка;

08.00.03 – Економіка та управління національним господарством.

З 1993 року по даний час в аспірантурі університету навчалося близько 500 осіб, з них захистили дисертаційні дослідження на здобуття наукового ступеня кандидата (доктора) наук – 449 осіб.

20 квітня 2001 року (Пр. №1) рішенням Атестаційної колегії Міністерства освіти України відкрито докторантуру зі спеціальностей 13.00.01 – Загальна педагогіка та історія педагогіки та 13.00.04 – Теорія і методика професійної освіти. За даний період перебували в докторантурі 43 викладачі, з них захистили дисертаційні дослідження на здобуття доктора наук – 38 осіб.

Аспірантура університету готує кандидатів наук не лише для УДПУ імені Павла Тичини, а й для інших ЗВО. На сьогодні підготовлено 41 кандидата наук для інших ЗВО.

З набранням чинності Постанови Кабінету Міністрів України Про затвердження Порядку підготовки здобувачів вищої освіти ступеня доктора філософії та доктора наук у закладах вищої освіти існує новий перелік спеціальностей в аспірантурі та докторантурі: 011 – Освітні, педагогічні науки; 015 – Професійна освіта (за спеціалізаціями); 032 – Історія та археологія; 053 – Психологія; 073 – Менеджмент; 231 – Соціальна робота.