У другій половині 1950-х рр. науково-дослідна діяльність кафедр Львівського політехнічного інституту порівняно з попередніми роками розширилася. Вищого рівня сягнула й організація науково-дослідного процесу. Загальне координування науково-дослідними роботами, як і раніше, здійснював Науково-дослідний сектор. Наприкінці 1950-х – початку 1960-х рр. для досліджень в інституті створили мережу науково-дослідних лабораторій, які виконували держбюджетні та госпдоговірні науково-дослідні роботи.
Науково-дослідну роботу в інституті провадили в межах держбюджетної та госпрозрахункової тематики. Роботи за держбюджетною тематикою, яку виконували на кафедрах, мали на меті підвищувати науковий рівень працівників, розв’язувати окремі технічні, технологічні, економічні проблеми, які були важливі для науки та підготовки кандидатських і докторських дисертацій. Окрім кафедр, над цією тематикою працювали держбюджетні лабораторії інституту. До них належали проблемна комплексна хімічна лабораторія і таких дев’ять лабораторій: хімії і технології силікатів; синтетичних продуктів для обробки волокнистих речовин; радіохімії; напівпровідникових матеріалів і приладів; ланцюгових передач автоматичних ліній і бурильних установок; одночасної передачі електроенергії постійного і змінного струму загальними лініями електропередач; автоматизації процесів буріння; радіотехнічних досліджень, створення електронної апаратури програмного навчання. Окрім штатних працівників, у цих лабораторіях працювали викладачі окремих інститутських кафедр: загальної і неорганічної хімії, технології силікатів, напівпровідникових матеріалів і приладів, аналітичної хімії.
Госпрозрахункові науково-дослідні роботи інститут виконував на замовлення промислових підприємств та інших організацій. Для цього створювали відповідні лабораторії. У 1964 р. в інституті працювали 32 госпрозрахункові лабораторії, які розробляли 229 тем для 177 підприємств з усього Союзу, зокрема для 49 підприємств Львівської області. Участь у цих роботах брали співробітники 44 кафедр інституту.
На початку 1960-х відбулося стрімке зростання кількості працівників, залучених до виконання науково-дослідних робіт. Так, у 1963 р. із 854 осіб професорсько-викладацького складу безпосередню участь у науково-дослідній роботі брали: за держбюджетною тематикою – 592 особи; у держбюджетних лабораторіях та проблемній хімічній лабораторії – 55 і 22 працівники відповідно; у лабораторіях науково-дослідного сектора за договірною тематикою – 241 особа.
Відносно стабільним був штат працівників науково-дослідного сектора: у 1960 р. тут працювало 468 осіб, 1961 р. – 425, 1962 р. – 455, 1963 р. – 491, 1964 р. – 503. Розширенню науково-дослідної діяльності інституту у цей час заважали низькі ставки наукових та інженерно-технічних працівників науково-дослідного сектора, що зумовлювало відплив кваліфікованих співробітників на виробництво. Система оплати роботи працівників лабораторій не сприяла залученню до них кваліфікованих інженерів. Зазвичай фахівці тієї самої кваліфікації на виробництві отримували в 1,5–2 рази більше, ніж інженерно-технічні працівники науково-дослідного сектора.
У 1960 р. масштаби виконуваних для промисловості науково-дослідних робіт були настільки значними, що назріла потреба у розширенні структури управління науково-дослідною діяльністю інституту за типом великого комплексного науково-дослідного інституту. У цей час запропонували виокремити науково-дослідний сектор у самостійну одиницю зі своїм балансом, нормативами матеріалів, відділом постачання та іншими службами. У звіті про науково-дослідну діяльність інституту за 1961 запропонували перевести науково-дослідний сектор у І категорію науково-дослідних установ вищих навчальних закладів із відповідними змінами штатного розпису адміністративно-управлінського апарату.
Матеріально-технічною базою науково-дослідної діяльності інституту були переважно лабораторії кафедр. 1960 р. функціонувало 20 лабораторій. Однак багатьом із них бракувало виробничих площ. Значні проблеми створювало також те, що не було загальноінститутських майстерень.
Відчутною була й нестача сучасного лабораторного обладнання, а чимало його одиниць потребувало негайної заміни. Хоча матеріально-технічне забезпечення лабораторій інституту було значно кращим, ніж у перші повоєнні роки, та на деяких кафедрах воно не відповідало вимогам часу. Обладнання лабораторій кафедр поповнювалося з таких джерел: бюджетне фінансування за кошторисом установи; кошти раднаргоспів та промислових підприємств; прибутки Науково-дослідного сектора; доходи із госпрозрахункових робіт.
Ще однією причиною уповільнення науково-дослідної діяльності закладу було те, що планового централізованого матеріально-технічного постачання не було. Придбання матеріалів потребували значних організаційних зусиль та великих затрат часу і коштів, тож постачання залежало від усіх працівників лабораторій. Головпостач Міністерства вищої та середньої спеціальної освіти майже не надавав допомоги.
Усередині 1960-х рр. науково-дослідні роботи в інституті велися за 58 напрямами, хоча провідними залишалися такі: створення унікальної електронно-вимірювальної апаратури; автоматизація виробничих процесів у приладо- і машинобудуванні; автоматизація і диспетчеризація процесів добування нафти; отримання мономерів методом піролізу нафтових продуктів; синтез нових органічних перекисних сполук для отримання полімерних матеріалів та виробів із них; розроблення полегшених залізобетонних збірних конструкцій.
Науково-дослідні роботи за найважливішою тематикою виконували найбільші лабораторії науково-дослідного сектора: експериментальна лабораторія № 1, експериментальна лабораторія № 3 при кафедрі технології машинобудування, верстатів й інструментів, експериментальна лабораторія № 4 при кафедрі електричних машин та лабораторіями при кафедрах органічної хімії, загальної і неорганічної хімії, технології силікатів.
На 1964 р. понад 75% науково-дослідних робіт інституту стосувалися розроблення нової техніки. Високою результативністю відзначалася експериментальна лабораторія електровимірювальної апаратури під керівництвом доцента Б. Швецького. У 1964 р. у штаті цього наукового підрозділу було майже 200 осіб, які за завданням промислових і наукових організацій працювали над розробкою нових електронних вимірювальних приладів. Апаратуру, яку створив колектив лабораторії, часто експонували на всесвітніх, республіканських та міжнародних виставках, а його працівників нагородили понад півсотнею золотих і срібних медалей, дипломів й грамот.
Упродовж багатьох років колектив кафедри органічної хімії під керівництвом професора Т. Юрженка працював над проблемами синтезу і застосування органічних перекисних сполук. До 1964 р. вдалося синтезувати понад сотню окремих сполук, серед яких ефективні ініціатори для виробництва синтетичного каучуку й агенти вулканізації.
Наукові співробітники кафедри технології нафти газу під керівництвом професора Б. Гриненка вивчали проблеми одержання високооктанових бензинів і виробництва олефінів (газоподібних рідких) та найпростіших ароматичних вуглеводнів.
На кафедрі електричних станцій, мереж і систем розробили й передали в експлуатацію у різних системах нові типи підвісних ізоляторів: ПСУ-45, ПСГ-4,5 та ШСД-35.
Водночас освоювали нові сфери дослідницької роботи. Зокрема розробляли способи одночасної передачі електричної енергії постійним і змінним струмом спільними лініями електромереж, працювали над пошуком ефективних засобів боротьби з хворобами сільськогосподарських культур і стимулювання розвитку рослин, а також створювали індивідуальні машини для екзаменування і навчання.
