Сотрудники института совместно с научным коллективом «Отзыв» (руководитель проф. С.П. Ситько) являются основателями нового направления научных исследований с применением микроволновой резонансной терапии при асептическом некрозе головки бедренной кости у детей и взрослых, церебральном спастическом параличе, остеомиелите (И.Г. Талько, И.В. Шумада, Г.В. Гайко, Е.В. Биняшевский, Г.И. Овчинников).
Значительная роль принадлежит коллективу Институту в изучении травматизма в сельском хозяйстве, ряде отраслей промышленности, при дорожно-транспортных происшествиях и разработке мер его профилактики.
С целью повышения эффективности научных разработок по травматологии и ортопедии, улучшения травматолого-ортопедической помощи населению, создания и производства современного медицинского оборудования и инструментария, повышение квалификации врачей на базе института организован научно-учебно-практическое объединение «Травматология и ортопедия» (НУПО) и 2 научно -практических центров. Опыт их работы выявил положительные результаты в улучшении показателей ортопедо-травматологической службы, налаживании выпуска медицинского оборудования и инструментария .
По результатам анализа научных и информационных исследований на нынешнем этапе развития ортопедо-травматологической науки определены наиболее актуальные и перспективные направления научных исследований по проблеме остеопороза, репаративного остеогенеза, травмы и ее последствий, патологии суставов и позвоночника, сохранения генофонда Украины, отраслевых программ по медицинской и социальной реабилитации инвалидов вследствие повреждений и заболеваний опорно-двигательного аппарата.
Признано целесообразным продолжить дальнейшую разработку методов ранней диагностики и лечения врожденных и приобретенных заболеваний опорно-двигательного аппарата у детей, дегенеративно-дистрофических поражений и диспластических заболеваний суставов в возрастном аспекте, методов профилактики и лечения гнойных поражений костей и суставов, изучение медико-социальных аспектов травм опорно -двигательного аппарата и их последствий, разработку и внедрение новых конструкций и технологий эндопротезирование крупных суставов.
Для решения этих проблем институт имеет значительную лабораторно-экспериментальную и клиническую научно-исследовательскую базу.
Научную лабораторно-экспериментальную базу института сегодня представляют: отдел патоморфологии с экспериментально-биологическим отделением (виварием); лаборатории иммунологии; биохимии; микробиологии и химиотерапии; центр по забору и хранению трупных тканей.
Все лабораторные подразделения владеют современными высокотехнологичными методами научных исследований.
Клиническую научную базу института составляют отделения костно-гнойных инфекции, травматологии и ортопедии взрослых, заболевания суставов у взрослых, травматологии и ортопедии детского возраста, хирургии позвоночника с Республиканским спинальным ( нейрохирургического ) центром, заболевания суставов у детей и подростков, стопы и сложного протезирования, микрохирургии и реконструктивной хирургии кисти, реабилитации и функциональной диагностики с группой мануальной терапии, спортивной и балетной травмы, консультативно-поликлиническое отделение. Клинические подразделения оснащены высокотехнологичным диагностическим и лечебным оборудованием, имеют современные операционные блоки.
Успешное проведение научных исследований и внедрения их в клиническую практику в значительной степени зависит от своевременного и полного информационного их обеспечения, которое осуществляется сотрудниками отдела научно-медицинской информации и библиотекой. Информационные фонды отдела содержат обширную базу научно-медицинской и патентно-лицензионной информации Украины, стран СНГ и дальнего зарубежья.
С целью повышения эффективности научных исследований сотрудники института сотрудничают со многими научно-исследовательскими учреждениями Министерства здравоохранения, Национальной Академии Наук и Академии медицинских наук Украины, профильными научно-исследовательскими институтами Харькова и Донецка, кафедрами медицинских вузов и институтов усовершенствования врачей, а также с ведущими профильными учреждениями зарубежных стран.
Ученые института активно участвуют в работе международных форумов. 9 сотрудников института являются членами Международной ассоциации ортопедов-травматологов (SICOT), 4 — членами Американской академии хирургов-ортопедов.
Для внедрения научных достижений по вопросам ортопедии-травматологии важное значение придается участию сотрудников в работе конгрессов, съездов, конференций и семинаров. В институте ежегодно издается несколько монографий, тематические библиографические сборники и библиографические показатели научных работ сотрудников института. На базе института издается научно-практический журнал «Вестник ортопедии, травматологии и протезирования».
Для популяризации научных разработок института широко используются газетные издания, выступления на радио и телевидении. Научно-практическая и инновационная деятельность института неоднократно была представлена на международных выставках и Постоянно Выставочном центре достижений народного хозяйства Украины, а также двумя сайтами в сети Интернет.
В институте функционирует специализированный ученый совет по защите кандидатских и докторских диссертаций, эффективно действуют городское и областное научные общества, на которых рассматриваются все вопросы по проблемам ортопедии и травматологии, осуществляется координация научных исследований и лечебно-профилактической деятельности отраслевых учреждений.
С 1926 года Институт является базой повышения квалификации врачей Киевского института усовершенствования врачей.
С 1938 года приказом Министерства здравоохранения институт утвержден клинической базой Киевского медицинского института.