武汉大学科研实力雄厚,成就卓著。学校有4个国家重点实验室、2个国家工程技术研究中心、2个国家野外科学观测研究站、2个2011协同创新中心、2个国家高端智库、2个国家科技基础条件共享平台、8个教育部重点实验室和5个教育部工程研究中心;还拥有7个教育部人文社会科学重点研究基地、10个国家基础科学研究与人才培养基地、10个国家级实验教学示范中心、3个国家级虚拟仿真实验教学中心和1个国家大学生文化素质教育基地。定期公开出版36种专业刊物。
2000年以来,学校获得国家自然科学奖、国家发明奖和国家科技进步奖三大奖88项,SCI论文数和国家自然科学基金项目数均位列全国高校前列,在教育部人文社会科学优秀成果奖评选中获奖数居全国高校前三位,国家社科基金课题、教育部社科课题均居全国高校前列,并有数十项成果获得国家“五个一”工程奖、国家图书奖、中国图书奖。学校连续十余次荣获深圳国际高新技术成果交易会优秀产品奖(成交奖)和优秀组织奖。