До наукових доробків кафедри належить вивчення жовчогінних засобів, гепатопротекторів, препаратів з антиоксидантними властивостями, встановлення механізмів гепатотоксичної дії ксенобіотиків, розробка шляхів підвищення ефективності фармакопрофілактики і фармакотерапії токсичних уражень печінки, з’ясування патогенезу гіпоксичних станів різної етіології та пошук ефективних засобів для корекції порушень, які виникають при цьому, встановлення ролі системи оксиду азоту у патогенезі гострої та хронічної гіпоксії, ураження міокарда, ішемії-реперфузії печінки, цукрового діабету, гострого та хронічного токсичного гепатитів, цирозу печінки, холестатичного ураження цього органа, поліорганної недостатності при гострому панкреатиті та гострому перитоніті, доведення ефективності ентеросорбції при ураженні печінки протитуберкульозними та антиретровірусними препаратами, в тому числі при їх комбінованому застосуванні, встановлення особливостей функціонування мікросомальної ферментної системи гепатоцитів при ураженні печінки ксенобіотиками, в тому числі лікарськими препаратами.
Наукові дослідження, які проводились на кафедрі понад 60 років, узагальнені у 12 докторських і 52 кандидатських дисертаціях, 13 монографіях, 7 підручниках фармакології для ВНЗ, 12 навчальних посібниках, 3 довідниках, 6 науково-популярних брошурах, 7 методичних рекомендаціях, понад 500 журнальних статтях і понад 800 інших публікаціях. Результати наукових досліджень впроваджено у роботу понад 500 лікарень, наукових лабораторій, кафедр ВМНЗ України.
Співробітники кафедри, як і всі працівники ТНМУ, мають виняткові можливості для реалізації своїх наукових ідей на базі міжкафедральної навчально-дослідної лабораторії ТНМУ, до складу якої входять імунологічний, імуноферментний, біохімічний та клінічний підрозділи, лабораторія полімеразно-ланцюгової реакції, проточної цитофлюориметрії, відділ клітинних культур, лабораторія імуногістохімічних та імуноцитохімічних досліджень. Лабораторія є сучасним науковим центром для успішного виконання міжнародних наукових проектів з можливістю публікувати отримані результати у провідних закордонних виданнях, які входять до наукометричних баз Scopus та WEB of Science.
Впродовж останніх років науковцями кафедри опубліковано у журналах, що входять до наукометричних баз Web of Science та Scopus, 17 статей, в тому числі у журналах бази Scopus – 12 статей. Доц. О.О. Шевчук є співавтором 2-х закордонних англомовних монографій: «Сombination of granulocyte colony-stimulating factor and enterosorption to fight the side effects of anti-cancer chemotherapy» (2019) та «Sorption Detoxification as an Addition to Conventional Therapy of Acute Radiation Sickness and Iatrogenic Leukopenia» (2019).
Науковці кафедри беруть активну участь у міжнародних наукових програмах, проходять стажування у закордонних наукових центрах. Зокрема, проф. О. М. Олещук брала участь у конференції Міжнародного товариства фармакоекономічних досліджень ISPOR ( м.Варшава, Польща, 2018) та у міжнародній науковій конференції з нагоди 165-ї річниці від дня народження Івана Горбачевського ( м. Прага, Чехія, 2019). Доц. О.О. Шевчук стажувалася на базі університету Арістотеля (м.Салоніки, Греція, 2018).