Необычно, новаторски рассматривалась наука в философской концепции марксизма. С точки зрения К. Маркса философия и наука находят друг друга в социальной сфере. Оба этих явления выступают в качестве форм общественного сознания, участвуют в отражении общественного бытия людей и способны играть роль управляющих факторов в выстраивании общественных отношений и человеческой деятельности. По Марксу, наука и философия могут и должны рассматриваться в качестве исторически изменчивых социальных сил, которые участвуют в решении прогрессивных задач общественного развития. Маркс сформулировал ряд философско-методологических положений, относящихся к высшим регулятивам социального познания. Они касались разработки социальной картины мира. В его представлении такие положения должны опираться на принципы материализма, на отражение материальных условий жизни людей. Этой цели послужили выработанные им понятия «способ производства», «общественно-экономическая формация», «базис», «надстройка» и др.
Применяя исторический (диалектический) подход, Маркс исследовал противоречивую природу буржуазной общественно-экономической формации, определил ее место во всемирной истории как преходящее, как несущей в себе начало социальной революции. Свою философию и социальную концепцию Маркс считал революционными. Он подчеркивал, что наука, порожденная историческим движением и принимающая в нем участие с полным знанием дела, перестает быть доктринерской и делается революционной. С точки зрения Маркса, революционная наука прямо и основательно говорит о движущих силах общественных и революционных преобразований, о расстановке классовых сил в революционную эпоху и о гегемоне грядущей революции.
Вместе с тем, К. Маркс и его соратник Ф. Энгельс прозорливо увидели превращение капиталистического общества в технологическую цивилизацию и усмотрели возможность превращения науки в непосредственную производительную силу общества.
В качестве философско-методологической основы научного познания Маркс и Энгельс рассматривали теорию и метод диалектики, которые они стремились очистить от идеалистического мистицизма Гегеля. В частности, Энгельс в этой связи говорил, что принципы науки и диалектики совпадают. Среди них он называл принцип всеобщей связи, принцип материального единства мира, принцип развития. Он подчеркивал, что диалектический взгляд на развитие учитывает скачкообразные изменения и противоречивый характер любого движения. Эвристическую и объяснительную силу этих принципов Энгельс продемонстрировал на материале развития естествознания XIX века. в книге «Диалектика природы».
Позже, в начале XX века философ-марксист В. И. Ленин, используя ресурсы диалектического метода и диалектической логики, исследовал основания новейшей революции в физике и природу гносеологического кризиса, который сопутствовал этой революции. Подход Ленина был связан с тем, что революционная ломка фундаментальных понятий науки и формирование новой физической картины мира затронули вопрос об абсолютности и относительности познания. Его решение Ленин дал в русле разработки диалектической концепции истины, связав в единой теоретической системе три аспекта истины: объективность, абсолютность и относительность - при ведущей роли объективности научного познания, в чем Ленин усматривал материалистическую ориентацию науки в целом.
Опыт XX столетия показал, что введение философской диалектики в ткань социальной и научной деятельности требует большой осторожности. Нельзя, например, онтологизировать требования диалектического метода. Из утверждения, что все в мире реализуется диалектически, что есть царство объективной диалектики, вовсе не следует, что, взяв на вооружение принципы диалектики в нашем мышлении, мы будем иметь универсальные ключи к постижению реального мира. Или из утверждения «Учение Маркса всесильно, потому что оно верно» вовсе не следует, что теоретические выкладки марксизма автоматически обеспечивают их действительность, неизбежность их воплощения. В теории всегда отражается сущность явлений, но совпадения сущности и явлений не бывает. Неверно также, что диалектические принципы выступают непосредственными законодателями научного разума и научного познания. Между диалектикой и конкретными научными исследованиями располагаются ряд уровней методологии. И лишь в некотором достаточно неопределенном конечном счете диалектика способна оказаться влиятельной методологической сферой, воздействующей на направление развития науки. Эти и некоторые другие обстоятельства (диалектическая философия в нашем отечестве шла иногда в разрез с достижениями науки, выступала с позиций застоя, оправдывала реакционные усилия официальных властей) превратили диалектику в мало привлекательную область для современной философии науки.