Національна бібліотека України імені В.І. Вернадського як багатопрофільна міждисциплінарна науково-дослідна установа здійснювала дослідження з проблем бібліотекознавства, бібліографознавства, книгознавства, джерелознавства, документознавства, архівознавства, біографістики, кодикології та кодикографії, історії книжної культури, соціальних комунікацій, збереження, консервації і реставрації документів; методології, методики й організації створення національної бібліографії України;  формування і збереження національного бібліотечного фонду України; удосконалення бібліотечно-бібліографічної класифікації; розвитку комп'ютерних технологій інформаційно-бібліотечної діяльності.
За станом на 1 січня 2013 р. у в  структурі Національної бібліотеки України імені В.І. Вернадського  функціонували:

ФОНД ПРЕЗИДЕНТІВ УКРАЇНИ  (канд. іст. наук В. М. Удовик)
СЛУЖБА ІНФОРМАЦІЙНО-АНАЛІТИЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ (заст. генерального директора, д-р іст. наук, проф.  В. М. Горовий)
НАЦІОНАЛЬНА ЮРИДИЧНА БІБЛІОТЕКА (заст. генерального директора,  д-р іст. наук, проф.  В. М. Горовий)
ІНСТИТУТ НАУКОВО-МЕТОДИЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БІБЛІОТЕЧНО-ІНФОРМАЦІЙНОЇ РОБОТИ  ( канд. іст. наук О. М. Василенко)
ІНСТИТУТ РУКОПИСУ  (чл.-кор. НАН України Л. А. Дубровіна)
ІНСТИТУТ АРХІВОЗНАВСТВА  (канд.  іст. наук, с.н.с.  Л. М. Яременко )
ІНСТИТУТ БІОГРАФІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ  (перший заст. генерального директора канд.  іст. наук, с. н. с. В. І. Попик)
ЦЕНТР ФОРМУВАННЯ БІБЛІОТЕЧНО-ІНФОРМАЦІЙНИХ РЕСУРСІВ (канд. іст. наук О. П. Бодак)
ЦЕНТР НАУКОВО-БІБЛІОГРАФІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ  (канд. іст. наук, с. н. с.
Т.В. Добко)
ЦЕНТР КОНСЕРВАЦІЇ І РЕСТАВРАЦІЇ  (заст. генерального директора, канд.  іст. наук Л. В. Муха)
КУЛЬТУРНО-ПРОСВІТНИЦЬКИЙ ЦЕНТР  ( канд.  іст. наук Н. Г. Солонська)
НАУКОВО-ВИДАВНИЧИЙ ЦЕНТР  (О. Є. Копоть)

У 2012 р. дослідження проводилися за дев’ятьма відомчими науково-дослідними темами (п’ять завершено) та двома науковими проектами, що виконувалися у рамках цільових комплексних програм (два завершено), охоплювали основні напрями діяльності НБУВ і спрямовувалися на створення теоретико-прикладної бази трансформації бібліотеки у науково-інформаційний комплекс – центр виробництва, накопичення, використання, розповсюдження і збереження нових знань та інтелектуальних інформаційних технологій, на визначення пріоритетних напрямів його розвитку та основних тенденцій функціонального і технологічного оновлення. З метою реалізації цих завдань запроваджувався ефективний менеджмент на всіх ділянках бібліотечно-інформаційної роботи. Відповідно до «Плану першочергових заходів з модернізації діяльності Національної бібліотеки України імені В. І. Вернадського на 2012 р.», затвердженого рішенням Вченої ради, та за результатами проведення внутрішнього аудиту ступеню відповідності роботи наукових та науково-прикладних підрозділів основним напрямам і завданням діяльності НБУВ, сучасним тенденціям розвитку бібліотечно-інформаційної справи здійснювалася перебудова і впровадження нових технологічних схем організації бібліотечно-інформаційних процесів та їх нормативного і методичного забезпечення, структурна реорганізація науково-методичних, науково-дослідних та інформаційних підрозділів, перерозподіл їх кадрового потенціалу тощо. Зокрема, проведено реорганізацію і уточнено профіль діяльності підрозділів, які працюють у галузі формування бібліотечно-інформаційних ресурсів, у т. ч. електронних, та науково-бібліографічного забезпечення користувачів, зокрема дистантних. Упроваджували нові форми діяльності й інші структурні підрозділи НБУВ – Служба інформаційного забезпечення органів державної влади, Національна юридична бібліотека, Фонд Президентів України.

Упрдовж 2012 р. досягнуто позитивних зрушень у змістовому наповненні електронних інформаційних ресурсів. Здійснено комплекс науково-організаційних заходів щодо впровадження автоматизованої інформаційної бібліотечної системи «ІРБІС64», результатом якої стала комплексна автоматизація на єдиній платформі основних інформаційних процесів Бібліотеки, інтеграція у єдиному інформаційно-бібліотечному середовищі накопичених інформаційних ресурсів, створення передумов для ефективного формування, керування та використання електронного фонду. На Інтернет-порталі НБУВ поповнювався сегмент інформаційних ресурсів (irbis-nbuv.gov.ua), пов’язаних з організацією інформаційно-біблотечних ресурсів на платформі САБ «ІРБІС64». Він включає комплексні інформаційні сервіси, зокрема систему електронних каталогів і баз даних (організовано як комплексний пошук у всіх базах даних, так і створено окремі тематичні пошукові профілі, представлено імідж-каталоги), інформаційний ресурс «Історико-культурні фонди», спеціалізовані бібліотеки (юридичну, філософську, бібліотекознавчу), інформаційно-бібліографічний сервіс, віртуальну бібліографічну довідку; повнотекстові ресурси: наукову електронну бібліотеку, електронну бібліотеку авторефератів дисертацій цифрову бібліотеку (електронні колекції), електронні виставки (віртуальні експозиції).

Реалізовувався перспективний комплексний план робіт з формування на базі НБУВ масштабної цифрової бібліотеки, що передбачає представлення пам´яток історико-культурної спадщини та сучасної науково-технічної літератури. Продовжувалося формування користувацького електронного фонду оцифрованих документів за колекційним принципом, відповідно до таких основних напрямів: «Історико-культурна спадщина», «Вітчизняна та зарубіжна україніка», «Досягнення фундаментальної науки», «Сучасна Україна: суспільно-політичний, соціально-економічний та культурний виміри», «Національна юридична бібліотека». У звітному році відповідно до угоди про співпрацю розгорнуто інформаційне забезпечення діяльності Конституційної Асамблеї та формування електронної бібліотеки. Сформовані частини електронних колекціїй оприлюднено на веб-порталі Бібліотеки.

НБУВ взяла участь у реалізації загальноакадемічного проекту видання творів академіка В.І. Вернадського із серії «Вибрані наукові праці академіка В.І. Вернадського». На науковому порталі Бібліотеки розгорнуто роботу з формування комплексного інформаційного ресурсу наукової спадщини академіка В. І. Вернадського (електронні бібліотека, архів, віртуальний музей).

За дорученням органів державної влади Бібліотека брала участь у підготовці ряду документів, зокрема: рекомендацій за результатами парламентських слухань, проведених Комітетом з питань культури і духовності  Верховної Ради України згідно з постановою Верховної Ради України від 24.05.2012 № 4831-VI на тему: «Українська книга: реалії сьогодення перспективи розвитку вітчизняного книговидавництва та книгорозповсюдження»; пропозицій до нової редакції Закону Україн  «Про внесення змін до Закону України «Про бібліотеки та бібліотечну справу» та до проекту Закону України «Про внесення змін до Закону України «Про Національний архівний фонд та архівні установи». Підготовлено пропозиції до проекту «Плану пріоритетних заходів у сфері гуманітарного співробітництва держав-учасниць СНД на 2013–2014 рр.» та до «Положення про Центр збереження всесвітньої спадщини держав-учасниць СНД».

У 2012 р. на видавничо-поліграфічній базі Бібліотеки та інших установ за результатами виконання науково-дослідних проектів видано 38 наукових праць загальним обсягом 871,73 обл.-вид. арк., у т. ч. вісім монографій, чотири збірники документів і матеріалів, вісім  збірників наукових праць, 11 бібліографічних, довідкових, науково-інформаційних видань, один навчальний посібник, два науково-методичних видання, чотири автореферати дисертацій, а також 700 статей загальним обсягом  626,105 обл.-вид. арк.

За результатами Міжнародного конкурсу на кращу наукову книгу, організованого Радою з книговидання МААН спільно з Науковим центром дослідження історії книжкової культури Російської академії наук, дипломом лауреата в номінації «Суспільні науки» нагороджено НБУВ за підготовку і випуск книг із загальноакадемічної серії «Вибрані  наукові праці академіка В. І. Вернадського».

Упродовж звітного року результати досліджень оприлюднено співробітниками Бібліотеки на 89 міжнародних, всеукраїнських та регіональних наукових конференціях, семінарах, наукових читаннях та інших заходах, на яких було проголошено 374 доповіді або повідомлення, у т. ч. в Україні – 334; у країнах СНД – 32; у країнах далекого зарубіжжя – вісім.

 На 1 січня 2013 р. в Бібліотеці працвало 949 (без сумісників) осіб, у тому числі 270 наукових працівників, з яких шість мають учений ступінь доктора наук, 92 – кандидата наук.

Здобутки провідних учених НБУВ відзначено нагородами. Почесне звання «Заслужений працівник культури України» присвоєно Л. В. Мусі.  Академіка НАН України, голову Ради директорів наукових бібліотек та інформаційних центрів академій наук – членів МААН О. С. Онищенка нагороджено срібною медаллю «За сприяння розвитку науки» Міжнародної асоціації академій наук за великий особистий внесок у розвиток міжнародного наукового співробітництва.

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 органів державної влади та управління, 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.