La carrera de Doctorado en Ciencias se creó en 1986 (OCS 770/86). El Doctorado en Ciencias se desarrolla en las áreas: Biología, Física y Química y es de modalidad personalizada. Desde 2009 cuenta con el Doctorado en Matemática, de modalidad semiestructurada (OCS 1800/21).
A principios de 2026 se contabilizaban 550 tesis doctorales defendidas.
Cada estudiante del Doctorado desarrolla sus proyectos de Tesis Doctoral bajo la supervisión de quien tome a su cargo la Dirección en los grupos de investigación que pertenecen a los departamentos e institutos de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales así como también en otras instituciones externas a la Facultad como el INIDEP, FIBA, Facultad de Ciencias Agrarias, INTA, INTEMA, entre otras.
Cada una de las Carreras de Doctorado tiene una comisión propia. Estos organismos, nombrados por el Consejo Académico, son responsables de todos los aspectos académicos que hacen a una Tesis Doctoral, así como todos los aspectos relacionados con los cursos de posgrado. Esta comisión define la comisión de seguimiento de acuerdo a los temas de tesis propuestos.