目前，协和医院正承担着一批国家“863计划”、“973计划”、国家自然科学基金重点课题的研究工作。相继建成了分子靶向实验室、分子影像实验室两个省级重点实验室。2001—2008年，协和医院共中标各类科研课题600项，科研总经费达1.36亿元。医院已拥有400多平方米的公用科研实验平台，另建有中心实验室1个、专科实验室20多个。雄厚的科研基础为大量创新型成果的诞生创造了有利条件。
由协和专家担任主编的学术专著屡获国家级大奖。刘俊杰教授等主编的《现代麻醉学》获全国优秀科技著作一等奖，王新房教授主编的《彩色多普勒诊断学》获国家教委科技进步二等奖，黄选兆教授主编的《耳鼻咽喉科学》获卫生部科技进步二等奖。由协和医院主办或主编的《中华超声影像杂志》《亚洲核医学杂志》《临床耳鼻咽喉科杂志》《临床心血管病杂志》《临床泌尿外科杂志》等10本学术期刊，在全国有广泛的影响。其中《临床耳鼻咽喉科杂志》荣获国家期刊奖提名奖，是湖北省唯一获奖的医学期刊。
三、自主创新硕果累累
协和人厚积薄发、自主创新，取得了累累硕果。近5年来，新技术新业务层出不穷，平均每年开展的新业务新技术100余项，大部分为省内首创或达到国内领先水平，部分世界首创、中国第一在这里诞生。
心血管疾病治疗研究所是华中地区最大的心脏病治疗中心，在著名心血管专家董念国、廖玉华教授等带领下取得了长足发展。国家级重点学科心内科在心血管病免疫学、分子心脏病学、心脏电生理学等方面居国内领先水平，其扩张型心肌病早期干预研究、难治性高血压病的诊断治疗在国内有广泛的影响。在省内享有盛誉的心外科在复杂性先心病和严重风湿性心脏病外科治疗、冠状动脉搭桥术等方面居国内先进水平。心脏外科年手术量连续6年超过1000台。现在在这里接受心脏外科手术的患者，最小的出生才3天，最长的87岁。
2002年9月心外科成功为15岁的患者刘盛完成心脏移植手术，术后他平安地生活了4年，创造了中南地区心脏移植生存的新纪录。2003年6月，心外科又成功地为患者李博完成心肺联合移植手术，术后患者身体稳定，健康地生活了一年零八个月，创造了当时国内心肺移植手术后存活时间最长、生存质量最好的纪录。
普外科作为国家级重点学科，技术力量雄厚。秉承专科化的发展思路，普外科将学科优势进行优化组合，相继建立起肝胆外科、胃肠外科、胰腺外科、腹腔镜外科、小儿外科、乳腺甲状腺外科、血管外科等7个各具特色的专科。在王国斌、王春友、郑启昌、黄韬等教授的努力下，在重症胰腺炎外科治疗、肝移植、复杂肝胆手术等方面都有较大进展，腹腔镜下小儿巨结肠切除、肝门部胆管切除重建肝动脉等手术国内领先。开展的巨大肝肿瘤切除术、恶性胸肿瘤根治性切除、肠出血症、乳腺甲状腺特色手术、连体婴儿分离手术、肠道肿瘤手术及腹腔镜替代剖腹探查手术等新技术均取得了良好疗效。
2005年7月13日，协和医院多位外科专家联手成功分离了一对连体女婴，这也是国内第7例、湖北首例连体婴儿成功分离的手术。2008年4月4日，这对小宝宝健康地度过了她们的三周岁生日。
血液病研究所白血病治疗研究国内一流，在邹萍、胡豫教授等带领下，在造血干细胞移植、血栓与止血、血液免疫、白血病等领域取得了丰硕的成果。成功开展了中南地区首例同种异体骨髓移植。研究所与中华骨髓库、台湾慈济骨髓捐赠中心建立了良好的合作关系，为血液病治疗创造了良好的条件，迄今已完成骨髓移植200多例，其中绝大部分为异基因骨髓移植。血液病研究所也成为华中骨髓库的定点造血干细胞采集单位。
泌尿外科研究所在世界上首创的“体外神经代替中枢神经截瘫患者膀胱功能重建术”具有重大临床应用价值。由国家“973计划”项目首席科学家肖传国教授主持的“反射弧的基础研究和多学科临床应用研究”，对于解决我国目前200万截瘫患者大小便失控难题具有重大意义。肖传国教授的理论被称为“肖氏反射弧”，这项创新性成果远播海外，2006年以来，先后有来自美国、韩国、菲律宾等国的20多名有国际影响的泌尿外科专家专程来到协和医院学习这项技术，一时在学术界传为佳话。
近10年来，协和医院在肖传国、曾甫清教授带领下开展了肾脏移植、膀胱癌根治、女性压力性尿失禁微创手术等，并积累了雄厚的技术优势。仅2003年以来医院就开展肾移植手术200例，其中开展亲属肾移植78例，肾移植术后存活率接近100%，10年生存率达到国内一流水平。
耳鼻咽喉科研究所的内窥镜手术、鼾症综合治疗、喉显微激光手术成为新的优势特色。孔维佳教授在神经耳科和鼻颅底外科领域卓有建树。他在省内率先开展的“多导人工耳蜗植入”已成为治疗极重度耳聋的常规治疗手段，他在国内率先开展“双侧多导人工耳蜗植入”，帮助大批耳聋患者进入有声世界。他在湖北省内率先开展“经鼻内窥镜蝶窦进路垂体瘤切除术”，使不开颅就切除垂体瘤成为现实。