Основними напрямками науково- дослідної роботи академії є: історія і теорія музики, музичне виконавство, теорія та історія культури, старовинна і сучасна музика, етномузикологія, музична педагогіка, музично- інформаційні технології, музичне джерелознавство.

Найбільш видатні досягнення в сфері наукових досліджень втілились у цілому ряді прикладів багаторічних наукових пошуків провідних мистецтвознавців КМАМ ім. Р. М. Глієра та України загалом – дослідників, котрі стали засновниками власних наукових напрямків. Це ґрунтовні дослідження в області старовинної музики (Н. О. Герасимова- Персидська), численні праці, присвячені темі оперної драматургії та питанням історії української та світової музики (М. Р. Черкашина-Губаренко, Т. Ф. Гнатів, В. Б. Жаркова, О. В. Петрова, Л. Г. Мудрецька, О. В. Василенко, О.  В.  Гармель,  Н.  А.   Панова, М. О. Вороніна, В. Ю. Нечепуренко), проблемам стилю в слов’янській музичній культурі та розробці методу наукового коментаря в музикознавстві (С. В. Тишко, І. А. Тимченко-Бихун, В. В. Бодіна-Дячок), теорії музики (Д.  Г.  Терентьєв,  Т.  Є.  Дугіна,   Т. О. Бондаренко, І. М. Коханик,  О. М. Жарков, М. А. Ковалінас, А. О. Жуков, Б. Ю. Стронько, Д. В. Менделенко), проблемам біографічного та історичного музикознавства (Ю. А. Зільберман), музичної     інтерпретації (В. Г. Москаленко), історії мистецтв, проблемам літератури, образотворчого мистецтва та хореографії (С. Г. Мамаєв). Особливої потужності набув напрям в галузі музичної педагогіки та культурології в соціокультурному контексті (Олена І. Жорнова та Ольга І. Жорнова, В. В. Корнієнко), музично-інформаційних технологій (Т. І. Тучинська, Г. В. Юферова), музичного виконавства (А. В. Ляхович, О. В. Марценківська, В. О. Конончук, В. О. Жолдакова, С. В. Борисова, А. О. Гончаров, К. Ю. Давидовський), джазової виконавської майстерності, наукової думки про джаз як феномен культури (Ю. З. Марков, Н. В. Лебедєва, О. Й. Вишнепольський, О. Т. Саранчін, Д. Т. Аду, В. М. Тормахова).

Професорсько-викладацький склад КМАМ ім. Р. М. Глієра постійно бере участь у роботі численних міжнародних наукових конференцій не лише в Україні, а й за її межами. Академія веде широкомасштабну просвітницьку роботу щодо популяризації української спадщини серед зарубіжних музичних партнерів, збагачує та пропагує твори українських композиторів серед українських діаспор, використовує нові технології творчої співпраці в мережі Інтернет тощо.

На базі КМАМ ім. Р. М. Глієра видаються наукові збірки, окремі наукові видання, навчальні посібники та монографії, присвячені актуальним темам сучасної наукової думки та виконавства: персоналіям – найвідомішим композиторам та виконавцям світового рівня, відтворенню подій українського соціально-культурного, історичного та музичного життя, школам виконавської, у тому числі, української майстерності, проблемам освіти в Україні.