Наукова діяльність кафедри спрямована на проведення наукових досліджень, участь викладачів кафедри у вітчизняних і зарубіжних наукових конференціях та семінарах, підготовку вчених вищої кваліфікації, залучення до науково-дослідної діяльності студентів та аспірантів університету, підготовку монографій.
Починаючи з 2014 р. кафедра філософії проводила науковий семінар, який з 2019 року став загальноукраїнською конференцією, а з 2020 набув статус міжнародної конференції, присвяченої Всесвітньому Дню філософії, – «Філософія в сучасному світі». Викладачі завжди беруть активну участь як у організації, так і у проведенні заходу. Аспіранти кафедри філософії використовують конференцію у якості платформи для апробації результатів власних досліджень.
З 2021 р. кафедра філософії проводить на регулярній основі науково-практичні семінари з філософських питань, в яких беруть участь науковці з України, Польщі, Латвії, а також аспіранти кафедри, в тому числі іноземні (Китай).
Провідні викладачі кафедри філософії здійснюють підготовку аспірантів зі спеціальності В10-Філософія. Гарант освітньої програми: професор Тарароєв Я.В. За час роботи аспірантури було захищено 7 дисертацій (докладніше).
Кожні три роки кафедра затверджує нову спільну наукову тему, за якою працюють як викладачі, так і аспіранти кафедри. Наразі новою актуальною темою, затвердженою у 2025 році, є «Філософське розуміння людини, суспільства, техніки та науки у теперішньому та майбутньому», номер державної реєстрації №0125U003718.
На кафедрі філософії працюють наукові гуртки, які були створені з метою залучення обдарованої молоді до наукової діяльності, поглибленого вивчення і обговорення актуальних проблем філософії, набуття навичок науково-дослідної роботи та застосування здобутих знань на практиці. Перелік гуртків: «Студентський філософський гурток», «Наукове товариство аспірантів та студентів».
Професор кафедри філософії Дольська О.О. є членом редакційно-видавничої ради НТУ «ХПІ».
Крім того, у 2019–2025 роках кафедра філософії брала активну участь у випуску Вісника Національного технічного університету «ХПІ», серії «Актуальні проблеми розвитку українського суспільства», який виходив у межах Навчально–наукового інституту соціально-гуманітарних технологій. Відповідно до Наказу МОН України № 1543 від 20.12.2023 р. збірку було включено до категорії «Б» з філософії «Переліку наукових фахових видань України». Аспіранти кафедри використовували його для публікації своїх статей при підготовці до захисту дисертацій.
Наразі Вісник Національного технічного університету «ХПІ», серії «Актуальні проблеми розвитку українського суспільства» перестав бути фаховим для спеціальності В10-Філософія, проте кафедра філософії планує заснувати спеціалізований Вісник згідно із новими вимогами.