Важное практическое значение имели труды украинских учёных в области технических наук. Е. О. Патон положил начало исследованиям по электросварке, разработал эффективный способ скоростной автоматической сварки под флюсом. Большое влияние на разработку проблем энергетики на У. оказали Г. М. Кржижановский и А. В. Винтер. Изучались вопросы расчёта сложных энергосистем и электросетей (В. М. Хрущев), создания электротехнического оборудования. Выполнен ряд фундаментальных работ по теории турбомашин, теплообмена, общим проблемам энергетики.
Велись исследования в области химии и химических технологии. Изучены закономерности электронных явлений в химии и сущность окислительно-восстановительных реакций (Л. В. Писаржевский). Расширены теоретические представления о кинетике реакций, катализе, электродных процессах. На У. впервые в СССР была получена тяжёлая вода (А. И. Бродский, 1934), что имело важное значение для развития отечественной ядерной физики, использования атомной энергии в народном хозяйстве, а также положило начало циклу исследований в области химии изотопов и их применению. Разработанные методы синтеза цианиновых красителей дали возможность получить новые фотосенсибилизаторы (А. И. Киприанов). Изучались проблемы электролитической диссоциации, существенные для развития органической и неорганической химии, гидрометаллургии и т.п. Исследования по электрохимии неводных растворов (В. А. Плотников) содействовали решению практических задач получения и рафинирования некоторых металлов, изготовления антикоррозионных покрытий. Развивалась теория кислот и оснований и общая теория электролитов (Н. А. Измайлов).
Большой вклад в науку внесли биологи и медики. Учёные основанной А. А. Богомольцем украинской школы патофизиологов исследовали проблемы усталости, долголетия, трансфузии крови. Богомольцем на основе изучения физиологических свойств соединительной ткани создана антиретикулярная цитотоксичная сыворотка (АЦС). Начались биохимические исследования и получены первые крупные результаты по биохимии мышечной деятельности (М. Д. Фердман). Важные исследования по сравнительной биохимии нервной ткани осуществил А. В. Палладии. Значительный вклад был внесён в изучение процессов, обеспечивающих клетки энергией. В. П. Филатовым разработаны методы пересадки роговицы глаза и пластики на круглом стебле, создано учение о биогенных стимуляторах. Исследования по микробиологии были направлены на изучение болезнетворных микроорганизмов и поиски методов лечения инфекционных заболеваний. Успехи медицинской микробиологии тесно связаны с трудами Д. К. Заболотного. Успешно велись работы по эволюционной морфологии (И. И. Шмальгаузен и др.), паразитологии. Ботаники (В. И. Липский и др.) начали подготовку многотомной «Флоры УССР», создали учение о фитогормонах (Н. Г. Холодный), составили определители мхов, лишайников. Значительное влияние на развитие на У. систематики, генетики, селекции, экологии и иммунитета растений оказал Н. И. Вавилов. Изучались проблемы мутаций. Велись работы по акклиматизации в северных районах У. южных плодово-ягодных культур.
В годы Великой Отечественной войны 1941—45 учёные У., как и весь советский народ, сразу же включились в борьбу против фашистских захватчиков. Многие научно-исследовательские институты республики эвакуировались на Восток. АН УССР в июле — августе 1941 была эвакуирована в Уфу. Была реорганизована структура многих научных учреждений, близкие по профилю институты объединялись. Усилия учёных и научных коллективов сосредоточивались на выполнении оборонной тематики. Институтом электросварки АН УССР под рук. Е. О. Патона была разработана технология автоматической электросварки корпусов танков, авиабомб и др., сконструированы и изготовлены необходимые для этого аппараты и оборудование. Значительные успехи достигнуты учёными в разработке проблем самолёто- и моторостроения. Были сконструированы гидротрансформаторы и гидромуфты для автомобилей, танков и тракторов. Применение их улучшило манёвренность машин, повысило боевые качества танков. Были разработаны новые марки высококачественного чугуна, широко применявшиеся в машиностроении, при изготовлении снарядов и авиабомб. Выполнен ряд математических исследований прикладного характера, созданы новые акустические примеры для противовоздушной обороны, над созданием новых видов боеприпасов, усовершенствованием оптических систем, разработкой новых антифризов работали учёные-физики. Не прекращались исследования в области ядерной физики. Учёные медики разрабатывали методы лечения раненых. Украинские геологи принимали активное участие в поисках и разведке в восточных районах страны месторождений минерального сырья для нужд народного хозяйства.
На оккупированной территории У. фашистские захватчики разрушили многие научные учреждения, вывезли их оборудование. Только в Киеве общая сумма ущерба, нанесённого оккупантами учреждениям АН УССР, составила свыше 126 млн. руб. (в ценах до 1961). Из Центральной научной библиотеки АН УССР было вывезено около 1 млн. книг. Ещё до окончания Великой Отечественной войны, по мере освобождения территории У. от оккупантов, из эвакуации возвращались научные сотрудники и учреждения. В 1944 в Киев вернулась АН УССР. Партия и правительство, несмотря на тяжёлые условия военного времени, принимали энергичные меры по развёртыванию работы научной учреждений.
Развитие наук после 1945. По окончании Великой Отечественной войны была восстановлена материально-техническая база науки в Украинской ССР, созданы благоприятные условия для развития научных исследований. Значительно выросла сеть научных учреждений в УССР, расширилась их география, в каждом областном центре республики имеются высшие учебные заведения, научно-исследовательские учреждения и их филиалы или проектно-конструкторские организации. Исследования ведутся практически по всем отраслям современной науки.
Математика. Широкую известность получили работы по теории нелинейных дифференциальных уравнений и теории нелинейных колебаний. Основополагающими результатами в этой области стали разработка и строгое математическое обоснование асимптотических методов, развитие метода усреднения, создание общего метода решения уравнений с медленно меняющимися коэффициентами, развитие метода интегральных многообразий и др. (Н. Н. Боголюбов и др.). Определены критерии устойчивости решений линейных дифференциальных уравнений с квазипериодическими коэффициентами. Разработаны методы решения линейных дифференциальных уравнений с частными производными. Ведутся исследования по функциональному анализу, в частности по спектральной теории операторов, теории пространств с ин дефицитной метрикой и др. Значительные результаты получены в геометрической теории дифференциальных уравнений, неголономной дифференциальной геометрии. Развита геометрическая теория выпуклых поверхностей с регулярной метрикой, выполнены важные работы по теории поверхностей ограниченной внешней кривизны. Получили известность труды по теории функций комплексного переменного, теории квазиконформных отображений (крупный вклад в разработку этих проблем на У. внёс М. А. Лаврентьев), теории приближения функций. Развита теория стохастических дифференциальных уравнений, изучены предельные теоремы для сумм независимых случайных величин, теория случайных процессов, внесён существенный вклад в математическую статистику и теорию массового обслуживания, теорию надёжности. Основополагающие исследования выполнены в области теории групп, теории матриц, ряда разделов теории Галуа, теории полей алгебраических чисел, линейной алгебры. Получены важные результаты по теории разрешимых и нильпотентных групп, создана теория линейных неравенств над произвольным упорядоченным полем. Ведутся работы по истории математики.