1. Головним науковим закладом республіки була Академія наук УРСР, яку з 1962 р. очолив академік Борис Патон.
2. У 1955 р. був створений Інститут радіофізики та електромеханіки, у 1960 р. — Фізико-технічний інститут низьких температур, у Києві запрацював дослідницький атомний реактор.
3. Учені харківських інститутів спеціалізувалися в галузі металургії, ядерної фізики, ядерної енергетики, керованих термоядерних реакцій тощо. Науковці цих закладів узяли участь у виконанні програми з розвитку ядерної енергетики, якою керував відомий радянський фізик-ядерник Ігор Курчатов.
4. Фундаментальні дослідження проводились у галузі фізики твердого тіла та низьких температур, фізики напівпровідників, радіофізики, теоретичної й експериментальної ядерної фізики, фізики плазм і керованого термоядерного синтезу, астрономії та радіоастрономії. Інститут фізики в 1960 р. ввів у дію ядерний реактор, що дало можливість розвивати дослідження фізики атомного ядра. Того ж року на базі Інституту фізики було створено Інститут напівпровідників. Колектив Українського науково-дослідного конструкторсько-технологічного інституту синтетичних надтвердих матеріалів АН УРСР у 1961 р. вперше у світі одержав штучні алмази.
5. Українські науковці та інженери спроектували та збудували цифрову машину «Київ» (1960), першу в СРСР машину широкого профілю «Дніпро» (1961), машини «Промінь» (1962), «Мир» (1964) та ін. У 1962 p., ураховуючи кваліфікацію співробітників та наукові досягнення, Обчислювальний центр був перейменований на Інститут кібернетики АН УРСР. За цикл праць з теорії цифрових автоматів директор інституту академік В. Глушков був відзначений Ленінською премією. Під його керівництвом укладена та видана українською мовою перша у світі «Енциклопедія кібернетики».
6. До складу АН УРСР уходили Київський, Донецький, Дніпропетровський, Харківський, Південний (з центром в Одесі) та Західний (з центром у Львові) наукові центри, які об’єднували понад 80 науково- дослідних установ. У них працювали понад 80 тис. науковців. Крім наукових установ АН УРСР, у республіці діяла широка мережа галузевих і університетських науково- дослідних організацій і підрозділів: кафедр, лабораторій, науково-дослідних інститутів, секторів тощо. Згідно зі статутом 1963 p., АН УРСР підпорядковувалася Раді міністрів УРСР та Президії АН СРСР.
7. Щорічно кількість науково-дослідних установ збільшувалася. Якщо на початку 1951 р. в республіці налічувалося 462 наукові установи, де працювали понад 22 тис. науковців, то в 1958 р. їх число зросло до 487, а кількість наукових співробітників до 36,5 тис.
8. Рзвивалися такі області наук:
8.1. Створення космічної техніки - З 1956 р. генеральним конструктором космічних апаратів став уродженець Житомирщини Сергій Корольов. 11-15 серпня 1962 р. здійснив космічний політ навколо Землі перший космонавт Павло Попович, українець за походженням.
8.2. Світового визнання досягнули українські учені в галузі точних наук - серед них надзвичайно вагоме місце займали розроблені наприкінці 1950-х років академіком Миколою Боголюбовим нові методи квантової теорії поля та статичної фізики. Це дало змогу обґрунтувати теорію надтекучості та надпровідності.
8.3. Важливими здобутками характеризувалася робота багатьох учених у галузі медицини. У середині 1950-х років під керівництвом Миколи Амосова розпочалася теоретична розробка та впровадження в практику нових методів хірургічного лікування серцевих захворювань.
8.4. Помітних успіхів в Україні досягла кібернетика. У 1957 р. в складі АН УРСР почав діяти Обчислювальний центр на чолі з Віктором Глушковим. Він працював над створенням обчислювальних машин для управління виробничими процесами, розробляв теорію швидкодіючих ЕОМ. Звичайно, кібернетики того часу займалися також оборонною тематикою: створенням приладів для наведення на ціль літаків-винищувачів і зенітних ракет, визначення координат точки запуску ворожих ракет.
