兰州大学的科学研究素以基础研究见长。在有机化学、细胞生物学、理论物理、原子核物理及技术、磁学、植物生理学、生态学、基础数学、力学、自然地理学、天气动力学、无机化学、分析化学等传统优势学科的研究中，成绩显著，有的达到国内领先水平，有的达到国际水平。现在高寒干旱、地理地质、现代物理、有机化学、干旱农业生态、大气科学、草地科学、区域经济、敦煌学、西北少数民族、生态环境建设、西北可持续发展等学科的研究保持着较大的优势。与此同时，学校还着眼于探索新的科研领域，大力扶植新的学科增长点，现在风沙动力、材料学、当地药材、草业科技已成为学校新的科研重点领域，已经形成了几个有特色的高水平创新研究群体。如“化学合成与化学生物学”群体和“西部环境变化”群体先后得到国家自然科学基金委创新团队计划的资助，“多场耦合跨尺度复杂力学系统”团队得到教育部长江学者创新团队培育计划资助。学校坚持贴近国家目标开展科学研究，注重团队作战，协同攻关，承担国家重大项目的能力大幅提高。近十几年来，先后获得国家、部委和省级科技成果奖500多项，编辑出版各种专著、教材、译著700多部，平均每年发表学术论文1000多篇，承担了大量国家高级别项目。据《SCI》统计，兰州大学是中国在国际学术刊物上发表论文最多、引用率最高的大学之一。从1998年到2002年，SCI收录论文累积被引用次数排名全国高校第13位。特别是1992、1993年连续2年发表论文数名列第三，被引用次数名列第六，引起了学术界的广泛关注。据中国科技信息研究所统计，2003年兰州大学国际论文被引排名全国高校第13位。
兰州大学在保持和发展基础研究优势的同时，还广泛开展了包括化学化工、生物技术、新型材料、核物理与技术、干旱农业生态、草业科学、药材开发、生态保护、环境评价、地质工程、矿产开发、冰川、高原大气、敦煌学、中亚问题、城市规划、以及西北经济、社会、文化等在内的多方面的应用科学研究。例如，针对干旱、半干旱生态环境，开展集水节水农业研究；积极开展草地农业科技研究和开发，促进草业经济发展和农业结构调整；加强校企联合，开发西部矿产资源（纳米镍粉材料，中子在线测水仪等)；利用甘肃丰富的药材资源，开发有特色的新药品（大蒜素片、美多酚)；发挥传统科研优势，开发具有兰大特色的核仪器仪表（中子治疗机等)；积极开展政府绩效评价、环境治理与环境影响评价、城市规划、水土保持、沙尘暴机理等方面的研究，为政府部门提高管理绩效、加强环境治理、制定城市规划等提供了科学的依据。这些应用研究，立足西北，独具特色，产生了显著的经济效益和社会效益，增强了学校为地方服务的能力，为自然和人文资源的发掘和利用、区域经济和社会发展起到了重要的促进作用。
兰州大学积极发展对外交流与合作，与美、日、英、法、加、德、澳等国的30多所高校和科研机构建立了学术协作与交流关系，互派研究生和访问学者，开展科研合作等。近年来，先后有中青年教师500多人出国进修和攻读学位，有1300多位外籍专家、学者应邀来校讲学和进行学术交流，先后接受各国留学生400多名。加拿大前总理克雷蒂安，世界著名学者、诺贝尔奖获得者李政道、杨振宁、穆斯堡尔等多次来学校考察和进行学术交流活动。李政道先生被学校聘为名誉教授并设立了“君政奖学金”。
在长期的办学过程中，兰州大学坚持“立足西部，面向全国，走向世界”的办学方针，确立了“做西部文章，创一流大学”的办学理念。进入“211工程”、“985工程”国家重点建设高校行列以来，学校确定了“十五”建设与发展的目标──建设多学科协调发展的综合性、研究型、国内外知名的高水平大学，成为国家在西部地区不可或缺的高层次人才培养，发展科技教育事业和探索解决人类发展中面临重大理论和实际问题的重要基地。为此，学校在人才培养、科学研究、加强管理、国际交流与合作等方面进行了以建设高水平研究型大学为目标的一系列探索和改革。科学定位本科教育──“上中材质，精英教育；全面发展，质量一流”，构建理念先进、组织合理、管理科学、质量优良的本科教育新体系；大力加强研究生教育，注重教育和培养质量；加强教学科研基层组织建设，为实现教授治学、实施精英教育建立有效的组织体系，构建与建设高水平大学相适应的新型的校、院、所管理体制；实施“萃英人才建设计划”，加大人才队伍建设力度，建设与高水平研究性大学相适应的师资队伍，为精英教育提供有力的人才和师资队伍支撑；积极开展国际交流与合作，进一步发展留学生教育，着力提高学校的国际化程度和在国际教育市场上的竞争力。
在新的世纪，兰州大学将继续弘扬传统，深化改革，与时俱进，开拓创新，以科学发展观为指导，不断探索和完善具有自身特色的办学模式，进一步提高办学水平和效益，加快高水平大学的建设与发展，尽快实现建设多学科协调发展的综合性、研究型、国内外知名的高水平研究型大学的目标，为我国的高等教育事业、为中华民族的伟大复兴做出更大贡献。（2006年6月更新)
