Si hay un rasgo que define la actividad que se desarrolla en la Facultad de Ciencias y que lo distingue del resto de Centros de la UVa es el alto nivel de la labor investigadora que en ella se lleva a cabo. La Facultad de Ciencias cuenta con grupos de investigación de prestigio nacional e internacional.
Cuando se consulta el número de artículos publicados en revistas internacionales en la base de datos «Essential Science Indicators», de la página web «ISI Web of Knowledge», se observa que las mejores posiciones que ocupa la UVa corresponden a los que se desarrollan en la Facultad de Ciencias, en áreas como Química, Física o Ciencia de los Materiales. Según esta base de datos, en la búsqueda realizada en diciembre de 2010, la UVa ha publicado 10466 artículos en publicaciones periódicas internacionales, de los que 9356 corresponden a Ciencia y Tecnología, 743 a Ciencias Sociales y 364 a Artes y Humanidades. De los artículos científicos publicados por autores de la UVa, 2394 corresponden a las áreas de Química, 2154 a las de Física, 1177 a las de Matemáticas y 635 a las Ciencias de los Materiales. Cuando se buscan los autores de la UVa que más publican, se encuentra que los 18 profesores de la UVa con más artículos publicados en revistas internacionales son todos profesores de la Facultad de Ciencias. Si en lugar de atender a la cantidad de publicaciones se considera su calidad, resulta que de los 22 artículos más citados publicados por autores de la UVa en los últimos 10 años, 14 de ellos han sido firmados por profesores de la Facultad de Ciencias.
Otro dato que confirma la calidad de los investigadores de la Facultad son los Premios Nacionales e Internacionales que han recaído en profesores de la Facultad, otorgados tanto por organismos públicos como privados. Como ejemplo destacado podemos citar que seis de los veintinueve galardonados con los Premios de Castilla y León de Investigación Científica y Técnica que otorga cada año la Junta de Castilla y León, han sido profesores que desarrollan su actividad en la Facultad de Ciencias: Jesús María Sanz Serna en 1997, Tomás Girbés Juan (actualmente adscrito a la Facultad de Medicina) en 2002, Pablo Espinet Rubio en 2004, José Luis Alonso Hernández en 2008, José Antonio de Saja Sáez en 2010 y Fernando Tejerina García en 2013.