За все годы существования кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии на ней велась активная научная работа.

В 1975 г. на базе кафедры создан центр по синтезу и первичной апробации биологической активности гетероциклических соединений, а в 1977 г. – межвузовская лаборатория экспериментальной химиотерапии. Одной из первых кафедра начала изучение антимикробной активности электромагнитного излучения, лазера, ультразвука, новых серу- азот- и кислородсодержащих гетероциклических соединений и композитов, содержащих наночастицы. В 1979 г. при кафедре организована одна из первых в стране лабораторий микробиологических методов борьбы с загрязнением окружающей среды, которая, впоследствии, дала начало Саратовскому филиалу ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов. На протяжении многих лет научные исследования кафедры связаны с изучением изменчивости микроорганизмов и химиотерапии бактериальных инфекций, микробной экологии, клинической микробиологии.

Результатом многогранной научной и организационной деятельности кафедры за годы своего существования явилось то, что кафедра микробиологии Саратовского государственного медицинского университета дала начало: в 1918 г. – институту микробиологии и эпидемиологии Юго-Востока РСФСР (РосНИПЧИ «Микроб»), в 1986 г. – Саратовскому филиалу ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов (ЗАО «Биоамид»).

На кафедре подготовлено более 120 кандидатов и докторов наук. С 2014 г. сотрудники кафедры начали проводить активную научную работу в рамках НИОКР «Комплексная характеристика штаммов микроорганизмов, выделенных на территории Саратовской области при инфекционных заболеваниях различной этиологии». За научные заслуги в научной работе в рамках данной НИОКР в 2018 г. аспирант кафедры А.В. Казанцев удостоен персональной президентской стипендии.

На кафедре развивается сотрудничество с другими кафедрами и ВУЗами – кафедрой общей биологии, фармакогнозии и ботаники, кафедрой топографической анатомии и оперативной хирургии, кафедрой патологической физиологии имение академика А.А. Богомольца, Саратовским национальным исследовательским государственным университетом им. Н.Г. Чернышевского, Самаркандским государственным медицинским институтом, в рамках которого проводятся исследования антибактериальной и противогрибковой активности паров и экстрактов эфирномасличных растений, влияния лазерного излучения, наночастиц металлов, различных композитов на основе глауконита на условно патогенные микроорганизмы.