งานวิจัยเกี่ยวกับ CBT ได้เป็นเรื่องขัดแย้งอย่างไม่ยุติเป็นระยะเวลานานมีนักวิจัยบางพวกที่เขียนว่า CBT มีประสิทธิผลดีกว่าการบำบัดอื่น ๆ[155]แต่ก็มีนักวิจัยอื่น ๆ[8][156][157]และผู้ที่ทำการบำบัดจริง ๆ[158][159]ได้ตั้งความสงสัยในความสมเหตุสมผลของข้ออ้างเช่นนั้นยกตัวอย่างเช่น งานศึกษาหนึ่ง[155]กำหนดว่า CBT ดีกว่าการบำบัดอื่น ๆ ในการรักษาโรควิตกกังวลและโรคซึมเศร้าแต่ว่า นักวิจัยที่แย้งงานศึกษานั้นโดยตรง ได้วิเคราะห์ข้อมูลใหม่แต่ไม่พบหลักฐานว่า CBT ดีกว่าวิธีการบำบัดอื่น ๆ แล้วยังได้วิเคราะห์งานทดสอบทางคลินิกของ CBT อีก 13 งานแล้วพบว่า งานทั้งหมดไม่ได้ให้หลักฐานว่า CBT มีประสิทธิผลที่ดีกว่า[8]

นอกจากนั้นแล้ว งานวิเคราะห์อภิมานปี 2015 ยังพบว่า ผลบวกของ CBT ต่อโรคเศร้าซึมได้ลดลงเรื่อย ๆ ตั้งแต่ปี 1977โดยพบลักษณะการลดผลต่างที่ได้ (effect size) 2 แบบ คือ (1) การลดขนาดโดยทั่วไปในระหว่างปี 1977-2014 และ (2) การลดลงในอัตราที่สูงกว่าในช่วงปี 1995-2014ส่วนการวิเคราะห์ที่ทำย่อยต่อ ๆ มาพบว่า งานศึกษา CBT ที่ให้ผู้บำบัดในกลุ่มทดลองติดตามระเบียบในคู่มือ CBT ของเบ็กมีระดับการลดลงของผลต่างตั้งแต่ปี 1977 มากกว่างานศึกษาที่ให้ผู้บำบัดใช้ CBT โดยไม่ใช้คู่มือผู้เขียนงานรายงานว่า พวกตนไม่แน่ใจว่าทำไมผลต่างจึงลดลง แต่ก็ทำรายการต่อไปนี้ว่าอาจเป็นเหตุผล คือ ผู้บำบัดไม่มีการฝึกหัดที่เพียงพอ ความล้มเหลวในการทำตามคู่มือ ผู้บำบัดมีประสบการณ์น้อยเกินไป และความหวังความเชื่อของคนไข้ว่าการรักษามีผลมีระดับลดลงแต่ผู้เขียนก็ได้แจ้งด้วยว่า ผลงานศึกษานี้เกี่ยวกับโรคซึมเศร้าเพียงอย่างเดียวเท่านั้น[160]

ยังมีนักวิจัยอื่น ๆ ที่แจ้งว่า งานศึกษาแบบ CBT มีอัตราถอนตัวกลางคัน (drop-out rate) สูงกว่าวิธีบำบัดแบบอื่น ๆ[156]และบางครั้ง อาจสูงกว่าถึง 5 เท่ายกตัวอย่างเช่น นักวิจัยให้สถิติว่ามีผู้ร่วมการทดลองในกลุ่ม CBT 28 คนถอนตัวกลางคัน เทียบกับ 5 คนในกลุ่มที่รับการบำบัดแบบแก้ปัญหา หรือ 11 คนในกลุ่มที่รับการบำบัดแบบ psychodynamic[156]และอัตราการถอนตัวกลางคันเช่นนี้ ก็พบด้วยในการรักษาโรคอื่นต่าง ๆ รวมทั้งโรคเบื่ออาหารเหตุจิตใจ (anorexia nervosa) ซึ่งเป็นความผิดปกติในการรับประทานที่มักจะบำบัดด้วย CBTคือ บุคคลที่มีโรคนี้แล้วบำบัดด้วย CBT มีเปอร์เซ็นต์สูงที่จะเลิกการบำบัดกลางคันแล้วกลับไปมีพฤติกรรมที่เป็นปัญหาเช่นเดิม[161]

ส่วนนักวิจัยอื่น ๆ ที่ได้วิเคราะห์การรักษาเยาวชนที่ทำร้ายตัวเองพบอัตราการถอนตัวกลางคันที่คล้ายกันทั้งในการบำบัดด้วย CBT และ Dialectical behavioral therapy (DBT)ในงานศึกษานี้ ผู้วิจัยได้วิเคราะห์ข้อมูลจากงานทดลองทางคลินิกหลายงานที่วัดประสิทธิผลของ CBT ต่อเยาวชนที่ทำร้ายตัวเอง (self-injure) นักวิจัยสรุปว่า ไม่มีงานไหนที่แสดงประสิทธิผลเลย[157]และข้อสรุปนี้ทำโดยกลุ่ม Division 12 Task Force on the Promotion and Dissemination of Psychological Procedures ของ APA ที่ทำหน้าที่กำหนดศักยภาพของการแทรกแซงต่าง ๆ[162]

แต่ว่าวิธีการที่ใช้ในงานวิจัย CBT ไม่ใช่เรื่องเดียวที่ถูกคัดค้านนักวิชาการท่านอื่นตั้งข้อสงสัยทั้งในทฤษฎีและการบำบัดของ CBTยกตัวอย่างเช่น นักเขียนท่านหนึ่งกล่าวว่า CBT ไม่ได้ให้โครงสร้างของการคิดแบบที่ชัดเจนและถูกต้อง[159]คือ เขากล่าวว่า มันแปลกมากที่นักทฤษฎีเกี่ยวกับ CBT จะได้พัฒนาโครงสร้างเพื่อกำหนดความคิดที่บิดเบือน โดยไม่พัฒนาโครงสร้างของความคิดที่ชัดเจน หรืออะไรที่เป็นความคิดที่ถูกสุขภาพและปกตินอกจากนั้นแล้ว ยังกล่าวว่า การคิดที่ไม่สมเหตุผล (irrational) ไม่อาจจะเป็นแหล่งให้เกิดทุกข์ทางใจหรือทางอารมณ์ เมื่อไม่มีหลักฐานว่าความคิดที่สมเหตุผลเป็นเหตุให้มีสุขภาพทางใจที่ดีและข้อมูลจากจิตวิทยาสังคมก็ได้แสดงแล้วด้วยว่า ความคิดปกติของบุคคลทั่วไปบางครั้งไม่สมเหตุผล แม้บุคคลที่จัดว่ามีสุขภาพจิตดีนักเขียนยังกล่าวอีกด้วยว่า ทฤษฎี CBT ไม่เข้ากับหลักพื้นฐานและผลงานวิจัยเกี่ยวกับความสมเหตุสมผล (rationality) และแม้แต่ไม่สนใจกฎหลายอย่างทางตรรกศาสตร์เขาอ้างว่า CBT ได้ทำเรื่องความคิดให้กลายเป็นเรื่องใหญ่และจริงเกินกว่าความคิดจริง ๆ เป็นคำค้านอื่น ๆ ของเขารวมทั้ง การดำรงสถานะเดิม (status quo) ตามที่โปรโหมตโดย CBT, การสนับสนุนคนไข้ให้หลอกลวงตัวเอง, วิธีการวิจัยที่ไม่ดี และหลักการบางอย่างของ CBT รวมทั้ง "หลักอย่างหนึ่งของการบำบัดความคิดก็คือ ยกเว้นวิธีการที่คนไข้คิด ทุกอย่างดีหมด"[163]

ส่วนนักเขียนอีกคู่หนึ่งกล่าวว่า ข้อสมมุติที่ซ่อนเร้นอย่างหนึ่งของ CBT ก็คือ หลักนิยัตินิยม (หลักว่าเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเกิดขึ้นเพราะเหตุปัจจัยที่ไม่สามารถทำให้เหตุการณ์อย่างอื่นเกิด) หรือการไม่มีเจตจำนงเสรี[158]โดยอ้างว่า CBT อ้างความเป็นเหตุและผลของอะไรบางอย่างเกี่ยวกับความคิดและว่า CBT แสดงว่า สิ่งเร้าในสิ่งแวดล้อมที่เข้ามาในใจ เป็นเหตุก่อความคิดต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดภาวะทางอารมณ์ต่าง ๆทฤษฎีของ CBT ไม่กล่าวถึงเจตจำนงเสรี หรือผู้กระทำ (agency) เลยคือข้อสมมุติพื้นฐานที่สุดของ CBT ก็คือ มนุษย์ไม่มีเจตจำนงเสรี และถูกกำหนดโดยกระบวนการความคิด (cognitive process) ที่เกิดขึ้นเนื่องจากสิ่งเร้าภายนอก

ข้อคัดค้านทฤษฎี CBT อีกอย่างหนึ่ง โดยเฉพาะที่เกี่ยวกับโรคซึมเศร้า (MDD) ก็คือ มีการสับสนอาการกับเหตุของโรค[164]แต่ข้อคัดค้านสำคัญเกี่ยวกับงานศึกษาทางคลินิกของ CBT (หรือของจิตบำบัดทั้งหมด) ก็คือไม่มีการอำพรางทั้งสองทาง (คือทั้งผู้ร่วมการทดลองและนักบำบัดในงานศึกษา ไม่ได้รับการอำพรางว่า ผู้ร่วมการทดลองกำลังได้รับการบำบัดแบบไหน)แม้ว่าอาจจะมีการอำพรางผู้ตรวจให้คะแนนผลที่ปรากฏ คือผู้ให้คะแนนอาจจะไม่รู้ว่าคนไข้ได้รับการบำบัดอย่างไร แต่ว่าทั้งคนไข้และผู้บำบัดรู้ว่าคนไข้กำลังได้รับการบำบัดแบบไหนแต่เพราะคนไข้ต้องทำงานร่วมอย่างสำคัญในการแก้ความคิดบิดเบือนเชิงลบ คนไข้จึงรู้ตัวดีว่าตนกำลังได้รับการบำบัดเช่นไร[164]

งานวิเคราะห์อภิมานหนึ่งแสดงความสำคัญของการอำพรางสองด้าน เมื่อตรวจสอบประสิทธิผลของ CBT เมื่อพิจารณากลุ่มควบคุมด้วยการรักษาหลอก (placebo control) และการอำพรางในการทดลอง[165]งานได้วิเคราะห์ข้อมูลรวมกันจากการทดลอง CBT ในโรคจิตเภท โรคซึมเศร้า และโรคอารมณ์สองขั้ว ที่ใช้กลุ่มควบคุมที่ได้รับการบำบัดที่ไม่ได้เจาะจง (non-specific)งานสรุปว่า CBT ไม่ได้ดีกว่าการแทรกแซงที่ไม่ได้เจาะจงของกลุ่มควบคุมในการบำบัดโรคจิตเภท และไม่ได้ลดการกำเริบของโรค, ผลการบำบัด MDD มีขนาดน้อยมาก, และไม่เป็นกลยุทธ์การบำบัดที่ดีเพื่อป้องกันการกำเริบของโรคอารมณ์สองขั้วสำหรับ MDD ผู้เขียนให้ข้อสังเกตว่า ผลต่าง (effect size) ที่ได้รวมกันน้อยมากอย่างไรก็ดี ก็มีนักวิชาการอื่นที่ตั้งข้อสงสัยในระเบียบวิธีการเลือกงานวิจัยเพื่อใช้วิเคราะห์ในงานวิเคราะห์อภิมานนี้ และในคุณค่าของผลที่ได้[166][167][168]