Материаловедение. Учёные академических и отраслевых научных учреждений республики внесли вклад в усовершенствование технологии получения и обработки металлов, в создание методов их неразъёмного соединения, в теорию синтеза новых материалов, в конструирование нового оборудования, приборов, инструментов и др. техники.
Получила дальнейшее развитие разработка научных основ электросварки. Создан и внедрён в производство новый метод неразъёмного соединения толстого металла — электрошлаковая сварка (Б. Е. Патон). Впервые в мировой практике в промышленных условиях этим методом с последующей ковкой создаются уникальные заготовки неограниченного веса и габаритов для атомного, энергетического и тяжёлого машиностроения. Разработаны и внедрены в производство новые способы рафинирования и выплавки сталей и сплавов (электроннолучевой и плазменно-дуговой переплавы), что положило начало новой отрасли — специальной электрометаллургии. Создан новый метод электрошлакового переплава, позволяющий получать стали и сплавы со специальными свойствами (Б. Е. Патон и др.). Разработаны и используются в практике методы электроннолучевой, аргоно-дуговой и микроплазменной сварки, сварки взрывом, микросварки (лазерной, конденсаторной, терморезонансной). Выполнены работы по контактной сварке непрерывным оплавлением, сварке в среде углекислого газа, металлургии сварки, сварке покрытыми электродами и их производству, дуговой сварке и резанию металлов под водой.
Изучены многие вопросы порошковой металлургии. Созданы материалы, необходимые для новой техники, изучены их химические, физические и механические свойства применительно к условиям эксплуатации. Разработано и испытано в промышленных условиях большое количество металлокерамических материалов с антифрикционными, фрикционными и фильтрующими свойствами. Исследованы вопросы теории твердофазового спекания, спекания при наличии жидкой фазы, активированного спекания. Созданы и внедрены в промышленность технологические процессы производства металлокерамического листового и сортового проката из порошков металлов и сплавов. Значительным достижением украинских учёных является разработка способов получения высокотемпературных материалов — твёрдых тугоплавких соединений переходных металлов IV—VI групп периодической системы с бором, углеродом, азотом, кремнием и некоторыми др. неметаллами. Синтезировано и изучено много новых соединений. Разработаны технология получения пластичной проволоки и тонкостенных труб из хрома, теоретические принципы и технология получения новых эрозионностойких армированных композиционных материалов на основе полимерных матриц. Разработаны методы получения полупроводниковых сплавов и высокотемпературных диэлектриков. Исследован широкий круг процессов металлизации и технологии соединения различных материалов, в том числе алмаза и кубического нитрида бора, с металлами, пайки металла и стекол, различных керамик и материалов на основе графитов, карбидов, боридов и др. веществ.
Учёные-металлурги впервые в мировой практике предложили использовать в доменных печах природный газ. Разработаны высокоэффективные технологические режимы литья, исследованы теплофизические процессы формования крупных слитков, разработаны важные теоретические и практические вопросы прокатки металлов (А. П. Чекмарёв). Созданы новые сорта безникелевых конструкционных сталей и жаростойких сплавов, низколегированных полуспокойных сталей повышенной прочности для замены спокойных сталей. Внедрены в массовое производство новая технология разливки кипящей стали и листовые слитки с применением изложниц с ребристой внутренней поверхностью и высокоэффективных интенсификаторов кипения, которые вводятся непосредственно в поток жидкой стали; новая технология электрошлаковой выплавки листовых слитков и слитков-слябов в подвижном рифлёном кристаллизаторе в автоматическом режиме.
Разработана новая адсорбционно-электрохимическая теория коррозионной усталости металлов, позволяющая применять различные виды защиты от коррозии при нагрузке. Решены вопросы граничного равновесия хрупких тел с трещинами, предложены новые методы оценки сопротивления материалов хрупкому разрушению, определены критические температуры хладноломкости. Созданы и внедрены новые высокоэффективные инструменты на основе синтетических алмазов и новых сверхтвёрдых материалов для различных видов механической обработки.
Энергетика. Учёными-энергетиками выполнены фундаментальные исследования в области теории переноса тепла и вещества и на их основе создано новое высокоэффективное энергетическое оборудование. Большой вклад внесён учёными в разработку и создание высокоэффективных мощных паротурбинных агрегатов с высокими начальными параметрами. Признание получили труды по оптимизации проектирования линий электропередачи и электрических сетей, впервые в СССР начато исследование проблемы мощных электропередач на постоянном токе. Разработаны и внедрены системы компаундирования генераторов электростанций (С. А. Лебедев), методы и устройства автоматизации и защиты энергосистем и энергоустановок. Получены важные результаты в разработке методов расчёта сложных электрических цепей, электрических и магнитных измерений (А. Д. Нестеренко), математического, электронного и физического моделирования задач электродинамики и электроэнергетики. Созданы и внедрены компенсированные преобразователи, ряд новых преобразовательных, стабилизирующих и симметрирующих устройств, автоматические измерительные мосты, разработаны эффективные способы снижения нагрева турбогенераторов от магнитных потоков рассеивания и повышения их нагрузочной способности и надёжности. Развитие теории резонансных преобразователей привело к созданию эффективных систем стабилизированного тока для питания лазеров, электродуговых, электрогидравлических и др. установок.
Химия. С работами украинских химиков связан ряд крупных достижений в исследовании механизма и кинетики химических реакций (Е. А. Шилов и др.), органического синтеза и теории строения органических соединений, химии комплексных соединений. Учёные-химики внесли большой вклад в изучение химии свободных радикалов, определили их строение и роль в промежуточных стадиях органических реакций (А. И. Бродский и др.). Разработка теории гетерогенного и гетерогенно-гомогенного катализа открыла широкие перспективы для синтеза новых соединений и усовершенствования технологии производства различных химикатов (В. А. Ройтер). Создана общая теория электронной структуры органических комуленов в различных конформациях. Получили развитие исследования в области сорбции и разработки новых типов синтетических цеолитов. Изучены свойства глин, силикатного и цементного сырья (Б. С. Лысин). Получены новые типы силикагелей, кремнийорганических и др. типов сорбентов, высококачественные наполнители, пластификаторы и адсорбенты, а также новые материалы на основе глинистых минералов, используемых в растворах при глубоком бурении на нефть и газ. Выполнены важные разработки по созданию технологии получения вяжущих веществ, огнеупорных материалов и др. силикатов (П. П. Будников).
Получила существенное развитие радиационная химия: изучены треки частиц высокой энергии, разработаны химические методы дозиметрии различных видов излучения, проведены работы по радиационному повышению термостойкости и прочности полимерных материалов. Создана теория окисления органических соединений и на её основе разработаны методы хлорного отбеливания хлопчатобумажной пряжи. Развита химия цианиновых красителей и теория цветности (А. И. Киприанов), открыты азастирилы — новый класс красителей, синтезированы новые стойкие красители тканей.
Разработаны оригинальные методы расчёта распределения электронной плотности в органических молекулах; изучено действие органических катализаторов в реакциях ацилирования аминов. Учёными республики разработана общая теория электродных потенциалов металлов в солевых расплавах, установлена их зависимость от порядкового номера элемента и предложены новые методы полярографии расплавленных солей. Открыто новое явление — перенос металлов с катода на анод при электролизе ионных расплавов. Исследованы коррозионные процессы на поверхности металлов, разработана электрохимическая теория антикоррозионной защиты газопроводов, предложены ингибиторы для защиты металла от коррозии.