มหาวิทยาลัยนอตทิงแฮมเป็นมหาวิทยาลัยวิจัย และมีอาจารย์ได้รับรางวัลโนเบลแล้วสองท่าน[14] หนึ่งในนั้นคือปีเตอร์ แมนสฟีลด์ (Peter Mansfield) ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาแพทยศาสตร์ประจำปี พ.ศ. 2546 งานวิจัยหลักที่เขาทำเป็นด้านการถ่ายภาพด้วยการสั่นพ้องแม่เหล็ก (Magnetic Resonance Imaging; MRI) นอกจากนี้ เฟรเดอริก คิปปิง (Frederick Kipping) ศาสตราจารย์สาขาเคมี (พ.ศ. 2440 - 2479) ได้ค้นพบโพลิเมอร์ซิลิโคน[15] ไม่เพียงเท่านั้น มหาวิทยาลัยยังได้คิดค้นการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อมะเขือเทศ การฝังเครื่องช่วยฟัง (Cochlear Implant) และการจัดการเหตุฉุกเฉินบนอากาศยาน ด้วยเหตุนี้เอง มหาวิทยาลัยได้จัดหาคอมพิวเตอร์กำลังสูงเทราฟลอป 16 เครื่องมาใช้งาน[16]

ภาควิชา 26 ภาคของมหาวิทยาลัยได้รับการจัดอันดับ 5 หรือ 5* (ยอดเยี่ยมระดับนานาชาติ) ในการประเมินกำลังวิจัยประจำปี พ.ศ. 2544 (Research Assessment Exercise) โดยสภาทุนวิจัยแห่งสหราชอาณาจักร[17] การประเมินครั้งถัดมาเมื่อ พ.ศ. 2551 มหาวิทยาลัยยังคงได้รับอันดับที่ดีตามเคย คือ ได้กำลังวิจัยอันดับ 7 ของสหราชอาณาจักร[18] ในปีการศึกษา 2552/2553 มหาวิทยาลัยได้รับเงินทุนวิจัยนับ 150 ล้านปอนด์[19] และนับเป็นมหาวิทยาลัยที่ประสบความสำเร็จในการสมัครขอรับทุนวิจัยเป็นอันดับสอง นำหน้ามหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด วิทยาลัยอิมพีเรียลลอนดอน และวิทยาลัยอุดมศึกษาลอนดอน[20]

มหาวิทยาลัยมีความร่วมมือกันกับมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ผลิตบัณฑิตหลักสูตรแพทยศาสตรบัณฑิต โดยใน 3 ปีแรก (ระดับพรีคลินิก) นิสิตจะศึกษาที่คณะแพทยศาสตร์ฯ มหาวิทยาลัยนอตทิงแฮม ส่วน 3 ปีหลัง จะฝึกปฏิบัติระดับคลินิกที่ศูนย์การแพทย์ มศว องครักษ์ ทั้งนี้นิสิตต้องเสียค่าเล่าเรียนให้แก่สถาบันทั้งสองเอง และจะได้รับปริญญาบัตรของสถาบันทั้งสองเมื่อสำเร็จการศึกษา[21][22] นอกจากนี้ มหาวิทยาลัย โดยคณะวิศวกรรมศาสตร์ ยังได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์[23] และมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ จัดการเรียนการสอนในหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต โดยกำหนดให้นักศึกษาเรียนสองปีแรกที่ มธ. และสองปีหลังที่ UoN หลังสำเร็จการศึกษาจะได้รับปริญญาบัตรของทั้งสองสถาบันเช่นกัน