武漢大學高等研究院（The Institute for Advanced Studies of Wuhan University）（簡稱高研院IAS）為直屬學校相對獨立運行的科研機構，成立于2014年4月，中國科學院院士朱玉賢教授擔任首任院長。高等研究院優先發展生命科學、化學、物理學、材料科學及相關研究領域，強調以基礎研究為主，聚焦學科前沿，倡導學科交叉，圍繞重大科學問題開展探索研究。

醫學研究院

　　武漢大學醫學研究院（Medical Research Institute, Wuhan University）成立于2014年4月，坐落于武漢大學醫學部的雙湖實驗綜合大樓，總面積約15000㎡，由武漢大學副校長舒紅兵院士兼任首任院長。武漢大學醫學研究院是武漢大學高水平人才的科研創新特區，發展目標是聚集高水平的科研隊伍，整合學科資源優勢，促進基礎和臨床醫學的結合與轉化研究，進一步提升武漢大學醫學學科的學術實力，建設具有國際影響的高水平醫學研究基地。

　　武漢大學工業科學研究院（The Institute of Technological Sciences of Wuhan University）（簡稱ITS）成立于2017年4月，坐落于武漢大學雅各樓，為直屬學校相對獨立運行的科研機構。武漢大學動力與機械學院院長劉勝擔任執行院長。工業科學研究院以武漢大學工程學科為基礎，匯集多學科高端人才，以先進制造、新能源、先進材料和航空航天為主要發展方向，依托武漢大學多學科發展和學科交叉的優勢，探索研究工程學科前沿科學問題，協助解決工業共性難題和產生顛覆性新行業。進一步提升武漢大學工學學科的學術實力，建設具有國際影響的高水平工學研究基地。

　　武漢大學中國發展戰略與規劃研究院（China Institute of Development Strategy and Planning，Wuhan University）（簡稱CIDSP）為直屬學校相對獨立運行的科研機構，由國家發展改革委與武漢大學于2017年4月共同發起成立（原名武漢大學中國主體功能區戰略研究院）。武漢大學副校長李建成院士任院長。中國發展戰略與規劃研究院聚焦國家和地方重大發展戰略與規劃研究制定、空間發展戰略與空間格局優化、城鎮化與國土空間規劃以及生態環境評估分析等領域，開展經濟、環境、規劃、測繪遙感、法律、政策等多學科交叉的前瞻性、戰略性和應用性研究、培訓和教學工作。

　　武漢大學水工程科學研究院（Institute of Water Engineering Sciences，Wuhan University）（簡稱IWES）成立于2021年1月，為直屬學校相對獨立運行科研機構，是武漢大學聯合長江設計集團有限公司共同建設的跨學科研究平臺。中國工程院院士鈕新強教授擔任首席科學家。水工程科學研究院旨在通過多學科交叉，發揮校企合作技術開發、工程實踐等優勢，開展科學研究，服務長江大保護、長江經濟帶可持續發展、黃河流域生態保護與高質量發展以及中國水網構建等重大國家戰略。

　　武漢大學泰康生命醫學中心（Taikang Center for Life and Medical Sciences ，Wuhan University）（簡稱WTCLMS）成立于2021年12月，為直屬學校相對獨立運行的實體科研機構，由武漢大學副校長、中國科學院院士宋保亮教授任中心主任。武漢大學泰康生命醫學中心是武漢大學高水平人才的聚集地和科研體制改革的試驗區。中心面向人類疾病與健康的前沿領域，加速推進生命科學和醫學學科的創新發展，探索“校企合作、產學研融合、協同發展”新機制，以卓越的生命科學與醫學研究帶動生命醫學拔尖創新人才培養，建設國際一流的“醫教研”一體化平臺。