学院的科研工作始终瞄准国家重大战略需求和国际科技发展前沿，在车辆总体、车辆传动、车辆电子、车辆悬架、新概念车辆、车辆结构强度与振动噪声、大功率柴油机总体技术、发动机燃烧与排放、发动机增压、先进加工、微小型制造、数字化制造、工业工程、激光微纳制造、检测与控制、机电系统与装备、交通规划与控制等方向达到了国内先进水平，在车辆传动、电动车辆、智能车辆、大功率柴油机、难加工材料加工、激光微纳制造等研究方向上形成了鲜明的特色和优势。
近五年，学院承担了国家重大专项、973基础研究项目（以首席单位获批国防973项目4项，科技部973项目1项，青年973项目1项）、国家自然科学基金重大研究计划（集成和重点）、杰青、仪器专项、优青项目、科技部国际合作项目、863高技术项目、总装探索一代项目、总装预研项目和国防基础科研项目等，年均科研经费超过3亿元。近五年，学院获授权国家或国防发明专利301项，在国内外学术刊物及学术会议上发表论文2，000多篇，其中SCI收录论文600余篇，EI收录1，000余篇，ESI论文28篇。学院实验室总面积40，000平方米，设备总资产约4.5亿元，其中部分实验条件达到国际先进水平。
在车辆综合传动技术方面，提出了坦克装甲车辆液力机械综合传动系统的设计理论与技术，成功研制了系列液力机械综合传动装置，在多兵种新一代坦克装甲车辆装备上得到全面应用，实现了我国坦克装甲辆的跨越式发展，为我国拥有世界一流的陆军装备作出了重要贡献。
在电动车辆方面，围绕纯电动车电机驱动技术、电控技术、电池管理技术和充电技术等取得重大突破，研发的电动大客车实现了“奥运中心区服务零抛锚”的目标，并在上海世博会、广州亚运会等国家重大活动中得到成功应用，同时纯电动商用车技术平台和奥运零排放交通工程系统方案在APEC、新能源汽车推广城市等重点工程中得到应用，并出口欧盟。
在大功率柴油机技术方面，首次实现高校作为总师承担坦克装甲车辆动力型号项目，成功研制出新一代具有全地域自适应能力的轻型坦克动力，综合性能指标达到国际先进水平，引领了我国军车动力技术从机械控制向数字化控制的跨越发展。
在激光微纳制造方面，首次提出了电子动态调控的超快激光微纳制造新方法，实现了对电子动态的主动调节，加工效率提高了50余倍，刷新了激光加工绝缘体极限记录，如深宽比从101增加到3，001，成为新的国际热点，新方法被选定为国家重大专项“点火工程”的核心构件加工工艺。