Наукова діяльність викладачів факультету дошкільної і початкової освіти імені Валентини Волошиної розглядається як цілісна система дослідницьких робіт, спрямованих на вивчення актуальних проблем педагогічного, гуманітарного та природничого профілів.
Кафедри ФДПО імені Валентини Волошиної активно працюють над оновленням та затвердженням Дорожньої карти інтеграції України до Європейського науково-дослідницького простору. Так темою науково-дослідної роботи кафедри початкової освіти є «Підвищення якості підготовки майбутніх учителів початкових класів у контексті євроінтеграції»; кафедри дошкільної освіти: «Підготовка майбутніх фахівців до професійної діяльності за освітніми програмами «Дошкільна освіта. Початкова освіта», «Дошкільна освіта. Логопедія» в контексті євроінтеграції.; кафедри мистецьких дисциплін дошкільної та початкової освіти: «Мистецька освіта: проблеми і перспективи розвитку в контексті європейської інтеграції»
Факультет є організатором Міжнародної науково-практичної Інтернет-конференції «Актуальні проблеми формування творчої особистості педагога в контексті наступності дошкільної та початкової освіти», Всеукраїнській науково-практичній конференції з міжнародною участю «Інклюзивна освіта як індивідуальна траєкторія особистісного зростання дитини з особливими освітніми потребами», «Актуальні проблеми мистецької підготовки майбутнього вчителя», «Наукові перспективи та методичні інновації у розвитку початкової освіти». Щорічними є 3 звітні наукові конференції студентів і викладачів факультету.
ФДПО імені Валентини Волошиної плідно співпрацює з 22 науковими установами та вищими навчальними закладами України. Підписано угоди про науково-дослідне і навчальне співробітництво більш ніж з дванадцятьма ЗВО та науковими установами, зокрема Старопольська Академія Прикладних Наук у Кельцах (Республіка Польща); Rezekne Academy of Technologies, Rezekne (Латвія); University of Hamburg - Institute of Psychologie (Німеччина); Вища школа Humanitas (м. Сосновець, Республіка Польща); Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach (Республіка Польща); Pedagogium. Вищою школою соціальних наук у Варшаві (Республіка Польща); Wyzsza Szkola Nauk Spolecznych w Warszawie Patronat: Zespol Pedagogiki Spolecznej Komitetu Nauk Pedagogicznych PAN (Республіка Польща); Академія Спеціальної Педагогіки ім. М. Гжегожевської (Варшава, Польща); Університет імені Яна Кохановського (Кельце, Польща); Folkuniversitet (Uppsala, Sweden); Університет імені Масарика (Республіка Чехія).
Викладачі кафедр ініціюють проведення різноманітних методичних заходів, активно співпрацюють зі стейкхолдерами, з освітнім хабом ВДПУ ім. Михайла Коцюбинського «Notbox», на базі якого проводяться різні форми взаємодії з науковцями і педагогами України, здійснюється підвищення кваліфікації педагогічних працівників з подальшим отриманням сертифікатів (проведено понад 20 таких заходів).
Викладачі факультету дошкільної і початкової освіти імені Валентини Волошиної (доц. Кіт Г.Г., доц. Колосова О.В.) виступають у якості експертів «Державної служби якості освіти»: здійснюють експертизу професійних компетентностей вчителів початкових класів – учасників сертифікації. Близько 10 викладачів, аспірантів та студентів факультету отримали статус експерта Національного агентства із забезпечення якості вищої освіти і приступили до здійснення акредитації освітніх програм. Традиційно на факультеті дошкільної і початкової освіти імені Валентини Волошиної науково-дослідна робота зі студентами спрямовується на активне залучення майбутніх педагогів до роботи в наукових лабораторіях, наукових і проблемних групах, участі у конкурсах та олімпіадах, до виконання різного роду наукових досліджень, до представлення результатів власних дослідницьких пошуків у наукових публікаціях та виступах на науково-практичних конференціях, семінарах тощо.
На факультеті створено і працюють: «Лабораторія мистецької освіти» (доц. Старовойт Л.В.), яка сприяє підвищенню якості підготовки здобувачів вищої освіти завдяки реалізації практичної і творчої складових змісту навчання. Активно функціонує лабораторія логопедії «ЛогоКлуб» (асистент Король А.В.), зміст роботи якої полягає у сприянні експериментальній, науково-дослідній діяльності, новаторству та розповсюдженню інформації, знань та передової практики в галузі спеціальної та інклюзивної освіти під час організації та здійснення корекційно-розвиткової роботи з дітьми з особливими освітніми потребами, в тому числі з порушеннями мовлення. З жовтня 2021 року при кафедрі дошкільної освіти розпочала своє функціонування «Лабораторія гри та іграшки», що має на меті підготовку студентів до реалізації права дитини передшкільного віку на гру відповідно до ст. 31 Конвенції Організації Об’єднаних Націй про права дитини та положень IPA (International Play Association) щодо збереження гри; удосконалення науково-методичної та функціональної підготовки майбутніх педагогів, яка дозволяє здійснювати професійну діяльність у змінних умовах, реагувати на трансформаційні процеси, бути орієнтованим на збереження самоцінності дошкільного дитинства, на забезпечення якісної освіти дошкільників. З вересня 2022 року працює «Лабораторя педагогічних інновацій», у якій зібрано методики застосування різних інноваційних технологій, ресурси, засоби наочності, що дозволяють викладачам активно працювати з студентською молоддю.
Поглибленню вивчення досягнень сучасної педагогічної науки, впровадженню їх в практику; розвитку навичок самостійної творчої пошукової роботи, накопиченню досвіду проведення наукових досліджень; вихованню творчого ставлення до наукового пошуку; підвищенню рівня фахової майстерності; самовираженню особистості студентів у процесі їх професійної підготовки сприяє функціонування студентських наукових гуртків та проблемних груп на ФДПО імені Валентини Волошиної.
Всі факультетські кафедри активно залучаються до керівництва студентською науковою роботою, урізноманітнюють форми участі студентів у пошуково-дослідницькій діяльності. Студенти факультету розширюють географію презентацій своїх наукових здобутків. За період 2020-2025 рр. понад 50 студентів взяли участь у міжнародних наукових конференціях, які відбулися за межами України, зокрема у Польщі, Литві, Канаді, Франції, США, Японії.