Деятельность Казанского филиала АН СССР (КазФАН, 1945—64) способствовала быстрому развитию научных исследований по математике и механике (М. И. Альмухамедов, Б. М. Гагаев, Б. Л. Лаптев, В. В. Морозов, Х. М. Муштари, А. П. Норден, М. Т. Нужин, Ю. Г. Одиноков, А. З. Петров, Г. Г. Тумашев, П. А. Широков и др.), астрономии (А. Д. Дубяго, И. А. Дюков, Д. Я. Мартынов, А. А. Нефедьев, Ш. Т. Хабибуллин и др.), химии (А. Е. Арбузов, Б. А. Арбузов, А. М. Васильев, Г. Х. Камай, К. Н. Мочалов, А. Н. Пудовик, А. И. Разумов и др.), радиоспектроскопии (С. А. Альтшулер, Б. М. Козырев и др.), нефтяной геологии (научные сотрудники университета и ВНИИ геологии нерудных полезных ископаемых, основанного в 1954, с 1963 в ведении министерства геологии СССР).
В 1950 — начале 70-х гг. в Казани были основаны Научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности, ВНИИ технологии насосного машиностроения, Научно-исследовательский и проектный институт по внедрению вычислительной техники в народное хозяйство, Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения, ВНИИ медицинских инструментов, объединение «Татнефть», конструкторские организации (в том числе СКТБ «Медфизприбор», СКБ по компрессоростроению и др.); в Бугульме — Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности; появились учебные и научные учреждения в Елабуге, Набережных Челнах, Нижнекамске. Развивалась нефтяная геология (Л. Миропольский, Е. Тихвинская, А. Валиханов и др.), совершенствовались способы нефте- и газодобычи. Впервые в мировой практике на промыслах объединения «Татнефть» было применено внутриконтурное заводнение месторождений (Ленинская премия, 1962). Велись работы по электронике, вычислительной математике, кибернетике, физике, физической химии, химии и технологии полимерных материалов, биофизике, биологии, фармакологии. В Казанском авиационном институте вопросами аэро- и газодинамики занимались Г. С. Жирицкий, В. И. Локай, Ю. Г. Одиноков и др., хемотроники — Р. Ш. Нигматуллин. Научно-исследовательская работа по различным проблемам земледелия, механизации процессов труда, экономики с.-х. производства проводилась в Казанском с.-х. институте им. М. Горького и Татарского НИИ сельского хозяйства. Осваивались новые культуры, совершенствовалось возделывание районированных с.-х. растений (П. И. Тихонов, П. И. Карелин и др.); в области селекции и семеноводства работали Х. Х. Байчурова, Ш. В. Валеев, П. С. Зубков, Г. И. Попов, В. З. Шакуров и др. В Казанском ветеринарном институте изучались вопросы диагностики, профилактики и терапии особо опасных инфекционных заболеваний, создания новых вакцин, лечебных препаратов, механизма взаимодействия вируса с клеткой и др. Часть работ выполнялась по плану исследований стран — членов СЭВ. В медицине разрабатывались проблемы сердечно-сосудистой патологии (Н. П. Медведев, Л. М. Рахлин), диагностики и профилактики инфекционных заболеваний (А. Ф. Агафонов), эффективных методов терапии детских болезней (К. А. Святкина, А. Х. Хамидуллина), гинекологических заболеваний (Л. А. Козлов, П. В. Маненков, З. Н. Якубова), физиологических процессов (И. Н. Волкова, Х. С. Хамитов).
Велись исследования по истории (Ш. Ф. Мухамедьяров, М. К. Мухарямов, Р. И. Нафикоз, В. Н. Смирнова, Х. Х. Хасанов, А. С. Шофман), филологии (М. Ф. Закиев, М. И. Махмутов, Д. Г. Тумашева, М. Х. Хасанов), археологии и этнографии (Е. П. Бусыгин, А. Х. Халиков) и др. общественным наукам.
В 1973 был восстановлен КазФАН. В его составе НИИ (1975): органической и физической химии им. А. Е. Арбузова; физико-технический; биологии; языка, литературы и истории им. Г. Ибрагимова. Основные направления деятельности: синтез, изучение структуры, реакционной способности и механизмов реакций различных классов органических и, в первую очередь, низко- и высокомолекулярных фосфорорганических соединений, нефтехимия, электрохимические методы обработки металлов; магнитная радиоспектроскопия, квантовая акустика и когерентная оптика; общая нелинейная теория пластин и оболочек, взаимодействие пластин и оболочек с газами, жидкостями и твёрдым телом; оптимизация нефтедобычи; исследование механизмов регуляции водного и энергетического режима растений; изучение микроэлементов в почвах; проблема «Человек и биосфера»; проблема социалистического и коммунистического строительства в Татарской АССР; история татарского народа с древнейших времён до наших дней; история татарской филологии и искусства. При КазФАНе работают комиссии, координирующие научно-исследовательские работы в научных учреждениях Т.