Основными научными направлениями кафедры являются разработка и исследование стохастических математических моделей применительно к задачам информатики, радиолокации, экономики и медицины, включая разработку методов имитации случайностей, параллельной обработки данных и случайного поиска, а также исследование математических моделей, описываемых интегро-дифференциальными и разностными уравнениями.
Преподаватели и аспиранты кафедры ежегодно выступают с докладами на 5-6 международных конференциях и симпозиумах, публикуют около 30-40 статей в научных журналах, в том числе таких как «Автоматика и телемеханика», «Дискретная математика», «Журнал вычислительной математики и математической физики», «Проблемы передачи информации», «Проблемы управления», «Вестник НовГУ. Серия Технические науки». Издаются учебники и учебные пособия с грифами.
Все выполняемые оплачиваемые НИР носили характер фундаментальных научных исследований. Ряд работ выполнялся без оплаты. Результаты внедрялись главным образом в учебном процессе. Источником финансирования были фонд Министерства образования, программа АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011)», Программа стратегического развития Новгородского государственного университета, Государственное задание в сфере научной активности, а также гранты РФФИ.
Кафедра ежегодно активно участвует в международной научно-методической конференции «Математика в вузе» и научно-методической конференции университета. В 2005 и 2013 годах международная научно-методическая конференция «Математика в вузе» была проведена в В.Новгороде на базе НовГУ, профессор Кирьянов Б.Ф. был председателем рабочего оргкомитета.
Преподаватели кафедры регулярно участвуют в работе всероссийских симпозиумов по прикладной и промышленной математике. В 2013 г. симпозиум проводился в В.Новгороде на базе НовГУ. Профессор Колногоров А.В. был заместителем председателя локального оргкомитета, а доцент Тихомиров А.С. - ученым секретарем.
По всем блокам дисциплин разрабатываются учебники с грифами, учебные пособия и монографии. Учебные пособия, разработанные на кафедре:
выставлялись на Всероссийская выставка-презентация учебно-методических изданий «Золотой фонд отечественной науки» (Москва, февраль 2009г.) Выставка организована Российской академией естествознания. Учебные пособия отмечены дипломами «Лучшее учебно-методическое издание в отрасли».