За годы семилетки в городе были открыты новые научно-исследовательские и проектные институты: научно-исследовательский институт черной металлургии (ДонНИИчермет), пластических масс, химических реактивов, проектно-конструкторский технологический институт Министерства тяжелого машиностроения, Донецкпроект, научно-исследовательский горнорудный институт (НИГРИ), Украинской государственный проектный и научно-исследовательский институт сельского хозяйства.
В 1964 году государственный институт прикладной химии был преобразован в государственный институт по проектированию предприятий химических реактивов и особо чистых веществ.
Важным событием в жизни города в 1965 году явилось создание в Донецке научного центра Академии наук УССР в составе физико-технического института АН УССР, Донецкого отделения экономико-промышленных исследований института экономики АН УССР; Донецкого вычислительного центра АН УССР и Ботанического сада АН УССР, а также открытие Донецкого государственного университета на базе филиала Харьковского государственного университета имени А. М. Горького. В 1967 году было создано Донецкое отделение физико-органической химии института физической химии АН УССР.
В настоящее время важные научные и народнохозяйственные проблемы разрабатываются в 27 научно-исследовательских и проектно-конструкторских институтах, имеющихся в городе. В них трудится свыше 2823 научных сотрудника, в том числе 4 академика, 13 членов-корреспондентов АН УССР, более 20 докторов и свыше 320 кандидатов наук.
Деятельность этих институтов способствовала и способствует развитию на научной основе промышленного и жилищного строительства, техники, технологии, организации труда, увеличению выпуска продукции и повышению технико-экономических показателей.
Крупнейшими научно-исследовательскими учреждениями продолжают оставаться Донецкий научно-исследовательский угольный институт и Донецкий проектно-конструкторский институт комплексной механизации шахт, институт горной механики и технической кибернетики имени М. М. Федорова.
В 1964 году за создание и внедрение комбайна УКР для механизации выемки угля на пластах крутого падения группе работников Донгипроуглемаша была присуждена Ленинская премия. Среди них: директор института А. И. Башков, конструкторы-проектировщики С. М. Арутюнян, К. И. Дьяченко, Г. А. Литвинов, В. И. Распопов, А. Д. Сукач (1905–1965 гг.).
Донгипроуглемашем за 1966–1967 годы переданы в серийное производство 19 типов машин, механизмов и приборов. Наиболее крупные из них: узкозахватный комбайн МК-64, агрегат АШ для комплексной механизации выемки угля на пластах крутого падения, струговая установка УСТ-2, механизированная крепь МК-96, аппарат АУК-10ТМ и другие.
От применения машин, сконструированных в Донгипро-углемаше, только в 1966 году получена экономия 8 миллионов 231,3 тысячи рублей, или на 1 рубль затрат экономический эффект составил 1 рубль 93 копейки. Экономический эффект в 1967 году оказался еще выше — 13 миллионов 975,4 тысячи рублей, или на 1 рубль затрат 4 рубля 70 копеек.
Донгипроуглемаш — постоянный участник выставки достижений народного хозяйства СССР и выставки передового опыта в народном хозяйстве УССР. За участие в ВДНХ СССР в 1966 году институт удостоен диплома I степени, 12 сотрудников награждены медалями. Участие в международной выставке "Интергормаш-67" отмечено дипломом. Машины, созданные коллективом института, находятся на уровне лучших зарубежных изобретений. За 1966–1967 годы сотрудники института получили 61 авторское свидетельство.
В научно-исследовательских институтах города выполнено большое количество исследований и научных работ, которые способствовали дальнейшему развитию промышленности Донбасса и других индустриальных районов страны. Разработаны проекты механизированных угольных шахт и обогатительных фабрик, специализированных цехов заводов.
Гипронисзлектрошахтом впервые в стране разработан и внедряется трансформатор на изоляции из стеклопластиков мощностью 200–250 киловатт-ампер, разрабатываются и внедряются высококачественные малогабаритные электродвигатели для вентиляторов местного проветривания ВАОМ, взрывобезопасные электродвигатели мощностью до 1000 киловатт.