Исследования сотрудников кафедры развиваются по следующим направлениям:
1. Развитие методов направленного синтеза сложных биологически активных молекул на основе превращений диоксогетероциклов и поликарбонильных соединений (А.Н. Масливец, И.В. Машевская, С.Н. Шуров);
2. Развитие методов направленного синтеза сложных ациклических и гетероциклических молекул на основе реакций Реформатского (Е.А. Никифорова);
3 Развитие методов построения функционализированных полимеров и мономеров, в том числе обладающих сверхпроводящими свойствами (Г.Г. Абашев, Е.В. Шкляева);
4. Исследование строения и реакционной способности органических соединений методами квантовой химии (С.Н. Шуров, А.Н. Васянин).
Сотрудники кафедры проводят совместные исследования с Институтом технической химии ПФИЦ УрО РАН, УрФУ, Пермской государственной сельскохозяйственной академией, Пермской государственной медицинской академией, Пермской государственной фармацевтической академией, работают в содружестве со специалистами Института органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН, Российским университетом Дружбы народов, Северо-Кавказским Федеральным Университетом, с Канзасским университетом (США). Кроме этого, ведутся совместные работы с другими кафедрами факультета: кафедрой физической химии (синтез водорастворимых добавок электролитов), аналитической химии и экспертизы (синтез экстрагентов для извлечения ионов металлов), неорганической химии, химической технологии и техносферной безопасности (термогравиметрические исследования), фармакологии и фармации (скрининг, синтез биорегуляторов), лабораториями химического факультета (испытания на биологическую активность).
Кафедра органической химии Пермского университета за все годы своего существования занимала заметное место среди аналогичных кафедр СССР и России. По результатам научной работы она является лидером не только на факультете, но и в университете, в последние годы два раза завоевывая первое место в научном рейтинге университета.
Получив в 2010-х годах уникальное оборудование, сотрудники кафедры получили возможность проводить свои научные исследования на самом высоком уровне, активно заниматься подготовкой новых научных кадров и уверенно смотреть в будущее.