Den kritiske rasjonalismen har blitt kritisert på varierende grunnlag. Kritikken har på sin side blitt imøtegått av Popper eller andre kritiske rasjonalister. De viktigste kritikkene (og motkritikkene) har vært de følgende: Falsifikasjoner trenger ikke å være endelige. De kan senere vise seg å ha blitt gjort på feilaktig grunnlag. Denne innvendingen ble først fremsatt av Popper selv. Han besvarte den med at kunnskap (verken positiv eller negativ) noen gang er eller endelig. Men en hypotese kan betraktes som falsifisert («inntil videre») forskersamfunnet kan enes om å godta en observasjon som er uforenlig med hypotesen. En hypotese kan derimot aldri betraktes som verifisert (ikke en gang «inntil videre») forskersamfunnet kan enes om å godta en observasjon som er forenlig med hypotesen. Den kritiske rasjonalismen tar ikke høyde for statistiske lover. Disse kan ikke verifiseres, men er heller ikke falsifiserbare ved hjelp av én enkelt observasjon. Denne innvendingen ble først fremsatt av Popper selv. Han besvarte den ved å anbefale at forskeren bør spesifisere en sannsynlighetsterskel. Er den faktiske observasjonen mindre sannsynlig, gitt hypotesen, enn terskelen, anses hypotesen som tilbakevist. Dette svarer til dagens praksis med å spesifisere et signifikansnivå og beregne -verdier. I positivismestriden ble den kritiske rasjonalismen kritisert for å være lite fruktbar i samfunnsvitenskapene. Poppers syn om at man bør formulere sine antagelser som testbare hypoteser og utsette egne og andres hypoteser for kritikk, gjaldt like mye for samfunns- som for naturvitenskapene. Poppers motstandere i positivismestriden (Frankfurtskolen) tok aldri stilling til Poppers teser. At kritisk rasjonalisme brukes i samfunnsvitenskapene, er i hvert fall dokumentert ved at flere brukt den i samfunnsvitenskapene. Den kritiske rasjonalismen ser for seg at vitenskapelig fremskritt skjer ved stadige, små endringer (i tråd med læring ved prøving og feiling). Fremskritt kan imidlertid også skje gjennom paradigmeskifter, som ligner mer på vitenskapelige revolusjoner enn på gradvise endringer. Popper benektet ikke store vitenskapelige revolusjoner – tvert imot så han også på «vanlig» vitenskapelig praksis som en «kontinuerlig revolusjon». I motsetning til Thomas Kuhn betraktet han paradigmeskifter som et resultat nettopp av diskusjoner mellom forskere, og kritiserte Kuhns begrep for å representere fraværet av og ikke «normaltilstanden» for vitenskapelig aktivitet. Den kritiske rasjonalismen kan ikke anvende sine egne prinsipper på seg selv. Kritisk rasjonalisme krever at vitenskapelige hypoteser skal være falsifiserbare, men er ikke selv falsifiserbar. Grunnen er at den kritiske rasjonalismen ikke er en vitenskapelig hypotese. Den er (ifølge Popper) en oppfatning, som kan kritiseres, begrunnes og potensielt forbedres (se over). Den kritiske rasjonalismen oppfyller dermed kravene den stiller til metafysiske oppfatninger.