同济大学先后承担了一系列国家重大专项、重大工程科研攻关，取得了大跨度桥梁关键技术、结构抗震防灾技术、城市交通智能诱导、城市污水处理、新能源汽车研发、国产化智能温室、遥感空间信息、大洋钻探、心房颤动分子遗传学等标志性科研成果。发表于全球顶级学术期刊《Science》、《Nature》与《Reviews of Modern Physics》；同济大学有22位教授担任“973计划”项目（含重大科学研究计划）首席科学家，其中《大跨、高墩桥梁抗震设计关键技术》荣获2009年国家科技进步一等奖，《心房颤动分子遗传学和细胞电生理学研究》和《特大桥梁颤振和抖振精细化理论》分获2005、2010年国家自然科学二等奖。 2016年度国家科学技术奖励大会上，学校7科研项目成果获颁国家科学技术奖，其中，主持完成5项目，分别获国家自然科学二等奖1项、国家科技进步一等奖1项、国家科技进步二等奖3项；以学校为第二完成单位、学校教授为第一完成人的1项目获国家科技进步二等奖，以学校为第二完成单位、学校教授为第二完成人的1军工项目获国家技术发明二等奖。获奖数（含军工项目）位居全国高校第四。 2018年，学校牵头建设的“上海自主智能无人系统科学中心”揭牌成立，成为服务国家重大战略和上海科创中心建设的重要抓手。服务港珠澳大桥建设，攻克若干世界级技术难题；成立雄安未来城市研究院，服务雄安新区的规划与建设。由学校牵头建设的国家重大科技基础设施——海底科学观测网项目可行性研究报告获得国家发改委正式批复；“细胞干性与命运编辑”前沿科学中心获批建设，成为入选教育部珠峰计划的首批七个前沿科学中心之一。国家自然科学基金获批经费位居全国高校第8，国家重点研发计划牵头项目数并列全国高校第3。发表在《Nature》上的研究成果为开发新型抗肿瘤药提供全新思路；实现全球首例人类自体肺干细胞移植再生。服务国家重大战略和区域发展，承担完成国家重大科技基础设施——大型低速风洞的建筑设计任务，为长三角一体化建设建言献策。国防科研和军民融合项目立项合同额首次突破1亿元。国家社会科学基金项目、教育部人文社会科学项目、上海市哲学社会科学规划项目总计83项（其中重大项目4项），较上一年增加27.7%。文科科研项目合同金额首次超过1亿元。学校成为中央网信办首批“网络空间国际治理研究基地”之一。获2018年度国家科学技术奖7项；获上海市科学技术奖18项；获教育部科学技术奖13项；获上海市第十四届哲学社会科学优秀成果奖16项，其中一等奖8项。 同济大学与地方政府联合推动建设“环同济知识经济圈”，产值从初期2005年的不足30亿元发展到2018年的415亿元，开创了“三区融合，联动发展”校地合作的典范；2010年上海世博会从申办、筹备到举办，同济大学就有2800多名师生参与其中，承担了科技部和上海市世博科技专项等研究课题170多项，完成各类规划、设计任务90多项，并承担了世博主题演绎总策划、世博会园区总规划、城市最佳实践区总策划、世博总体项目管理总负责等8个方面的总负责重任。 据2018年9月校图书馆官网显示，图书馆藏纸本图书和期刊合订本超过440万册，电子图书及学位论文约 1390万种，纸质中外文现刊1000多种，全文电子期刊5万余种。除此之外，图书馆还订购了各种知名的大型综合性数据库、各类权威的专业学会出版物全文数据库。