Національна бібліотека України імені В.І. Вернадського здійснювала дослідження за 14 науково-дослідними темами (відомчими, програмними і конкурсним, шість завершено) з проблем формування засад соціокомунікаційного та культурологічного напряму розвитку українського суспільства в галузі бібліотекознавства, бібліографознавства, історії книжкової культури, джерелознавства, документознавства, архівознавства, біографістики, розвитку електронних інформаційних ресурсів та формування національного інформаційного простору, збереження, консервації і реставрації документів.

Наукова діяльність НБУВ була спрямована на розробку теоретичних та науково-практичних засад розвитку електронного інформаційного простору України, ролі бібліотек в його формуванні, у прискоренні соціокомунікаційних процесів; на дослідження історико-культурних процесів в галузі книго- та документостворення, книжкової культури історичного минулого та сучасності.

У 2014 р. продовжувалися дослідження з пріоритетної для НБУВ проблематики формування та розвитку національного інформаційного простору. Вивчалися роль національних інформаційних ресурсів як інтегративного чинника вітчизняного соціокультурного середовища, національні особливості розвитку інформаційних процесів у соціокультурній сфері сучасного суспільства, національні координаційні механізми міжнародної інформаційної діяльності, вплив національних бібліотек на забезпечення системи національних інформаційних ресурсів, міжнародне інформаційне співробітництво як джерело їх збагачення. Досліджувалася діяльність бібліотечних установ – провідних центрів із збереження і організації використання суспільно значущих інформаційних ресурсів; роль соціальних мереж як новітніх форм інформаційних обмінів на базі електронних технологій в забезпеченні розвитку особи, громадянських інститутів, організації державного управління. Розроблено і впроваджено методичні та технологічні підходи, спрямовані на підвищення ефективності використання електронних інформаційних технологій у забезпеченні доступу до вітчизняних та зарубіжних ресурсів; активізацію участі сучасних бібліотек в соціальних інформаційних комунікаціях; запропоновано шляхи вдосконалення інформаційно-аналітичної діяльності сучасних бібліотек. На базі спеціального веб-сайту інформаційно-аналітичних підрозділів науково-інформаційного порталу НБУВ розгорнув роботу Центр дослідження соціальних комунікацій.

У НБУВ розроблено систему бібліометричного моніторингу розвитку науки України, що передбачає консолідацію даних з провідних наукометричних платформ (Scopus, Web of Science, Ranking Web of Research Centers і Російський індекс наукового цитування). В складі системи створено алгоритмічно-програмний інструментарій статистичної обробки бібліометричних даних для одержання  аналітичних матеріалів щодо наукового потенціалу України і геоінформаційний модуль, який забезпечує їх наочно-просторову візуалізацію. На порталі НБУВ реалізовано проект «Бібліометрика української науки», який надає суспільству цілісну картину її стану і слугує джерельною базою для експертного аналізування результативності професійної діяльності вчених і дослідницьких колективів.  Обґрунтовано міжнародний напрям розвитку проекту шляхом ініціювання та інтеграції аналогічних національних розробок у рамках Міжнародної асоціації академій наук або Міжнародного комітету славістів.

Упроваджувалися нові технології пошуку, наукового опрацювання, синтезу інформації, створення баз даних та баз знань, нові електронні сервіси, формувалася цифрова бібліотека. Суттєво розширено змістове наповнення електронних інформаційних ресурсів, залучено до наукового обігу важливі ресурси для вирішення проблем державотворення, наукової та соціокультурної галузей суспільства.

Практичним результатом ґрунтовних розробок, в яких реалізовано новітні тенденції розвитку електронного інформаційного простору, було розгортання у НБУВ фундаментальної електронної бібліотеки «Україніка», яка максимально повно відображатиме рукописні документи та друковані видання, інформаційні ресурси про Україну, її територію, народ, історію, культуру, науку, освіту, суспільно-політичне життя. Реалізація проекту передбачає опублікування в електронному інформаційному просторі не лише книжково-документальної спадщини, але й сучасних напрацювань вітчизняної соціогуманітаристики.

Вагомим результатом наукових досліджень у напрямі створення національної бібліографії є унікальне фундаментальне наукове видання «Тарас Григорович Шевченко: бібліографія видань творів 1840–2014. К., 2014. – 546 с.» (В.Ю. Омельчук), яке вперше, з максимальною повнотою розкриває бібліографічні дані окремих видань творів Шевченка мовою оригіналу і в перекладах 66-ма мовами світу. Роботу подано на конкурс на здобуття щорічної премії Президента України «Українська книжка року» у номінації «за вагомий внесок у розвиток українознавства». Вперше створено та представлено на науково-інформаційному порталі НБУВ меморіальну електронну колекцію «Т. Г. Шевченко», що включає онлайновий комплекс бібліографічних баз даних «Шевченкіана», на основі якого формуються метадані цифрових об’єктів – документів історико-культурних фондів НБУВ.

Інститутом біографічних досліджень НБУВ досліджено вітчизняний досвід інтеграції та поширення історико-біографічної та біобібліографічної інформації.

Розвивалися дослідження рукописної та книжкової спадщини України і світу, розроблялися засади атрибутивних методик, виокремлення, наукового опису та підготовки публікацій видатних пам’яток історії та культури, що мають велике значення для формування сучасного національного менталітету та духовного стану українського суспільства. Удосконалено методики підготовки та формування багатоаспектних електронних рукописних, архівних та книжкових ресурсів, їх наповнення та системного представлення у вигляді баз даних колекцій і зібрань рукописів, книжкових видань, архівних документів; підготовлено матеріали до Державного реєстру національного культурного надбання як форми електронного обліку пам’яток історії та культури державного рівня.

Розроблено концепцію розвитку структури Архівного фонду НАН України, взаємопов’язаної з розвитком наукових напрямів та утворенням наукових установ в НАН України (1956–1960), підготовлено збірник документів і матеріалів «Історія Національної академії наук України. 1956-1960», науково-методичні матеріали, формувалася база даних.

Центром консервації та реставрації розроблено й впроваджено ефективні методики відбору документів для перенесення їх на сучасні носії інформації на основі цифрових технологій і здійснення стабілізаційно-реставраційних операцій.

Реалізовано заходи щодо збереження та забезпечення належного функціонування об’єкта,  що становить національне надбання України «Фонд рукописів, стародруків, рідкісних видань, історичних колекцій, архівний фонд та депозитарій Національної бібліотеки України імені В.І. Вернадського». Науково-практичні заходи було спрямовано на подальше розширення доступу   до   наукового об'єкта та ефективне його використання, що забезпечувалось підтриманням нормативних режимів зберігання фондів, здійсненням стабілізаційних операцій для уповільнення процесів старіння матеріальної основи документів на папері, пергамені та новітніх носіях інформації, виготовленням електронних копій документів.

Бібліотека  є базовою установою діяльності Інформаційно-бібліотечної ради НАН України, Ради директорів наукових бібліотек і інформаційних центрів академій наук – членів МААН, а також Українського комітету славістів, які очолює академік НАН України О.С. Онищенко. За його редакцією підготовлено збірники «Библиотеки национальных академий наук: проблемы функционирования, тенденции развития» (вип. 12), «Українсько-македонський науковий збірник» (вип. 6).

На базі НБУВ проведено ХХІV читання академіка В. І. Вернадського «Спадщина В. І. Вернадського – невичерпне джерело сучасного наукового пошуку і цивілізаційного поступу»; міжнародні наукові конференції «Тарас Григорович Шевченко в слов’янському світі», «Слов’янський світ у культурному просторі ХХІ століття», «Місце і роль бібліотек у формуванні національного інформаційного простору»; Десяті біографічні читання «Тарас Григорович Шевченко у розумі і серці українців» та низку науково-методичних семінарів для бібліотечно-інформаційних установ України.

У 2014 р. завершено важливий етап структурної реорганізації науково-дослідних, науково-методичних та інформаційних підрозділів. Створено Інститут книгознавства (постанова Бюро Відділення історії, філософії та права НАН України від 27. 11. 2014 р. № 11) з метою активізації розвитку та координації науково-дослідних і науково-прикладних досліджень у галузі книгознавства, зокрема у напрямі  досліджень історії книжкової культури, книжкового пам’яткознавства як окремого напряму книгознавчої роботи в бібліотеках і самостійної галузі історико-книгознавчого знання;  культури електронної книги в порівнянні з традиційною книжністю, створення в умовах входження України у глобальне інформаційне середовище культури цифрового національного книжкового ресурсу. Інститут продовжуватиме та розвиватиме в нових соціокомунікаційних умовах діяльність Інституту української книги НБУВ (1994–2011 рр.), який очолював академік НАН України П. Т. Тронько.

З метою охорони інтелектуальної власності та авторського права в бібліотечно-інформаційній сфері НБУВ першою серед вітчизняних бібліотек ініціювала створення відділу досліджень з інтелектуальної власності в цій сфері.

Результати наукових досліджень оприлюднено в заключних звітах, підготовлених до друку та виданих наукових працях, публікаціях, інформаційно-аналітичній продукції, у т. ч. електронній, інформаційних базах даних, науково-методичних матеріалах та впроваджено у наукову та практичну роботу наукових установ, вищих навчальних закладів, бібліотечно-інформаційних центрів та інших організацій України, про що свідчать численні листи, довідки та інші документи про використання наукових та науково-методичних напрацювань колективу Бібліотеки.