З'ясовуючи причини швидких темпів економічного зростання провідних країн Заходу, М. Хрущов та його оточення в 1954 році зосередили свою увагу на розгортанні науково-технічної революції в країні. Радянські вчені, проаналізувавши півтора десятка визначальних напрямків науково-технічного прогресу, дійшли невтішного висновку, що майже в усіх з них, за винятком одного - двох, СРСР поступається країнам-лідерам. Після детального розгляду цих питань на пленумі ЦК в липні 1955 року ставлення партійного керівництва до наукових досліджень помітно змінилося. Істотно збільшуються бюджетні витрати на науку. Фактично в повному обсязі стали фінансуватися наукові установи військово-промислового комплексу. Науковці вперше дістали змогу під час закордонних відряджень ознайомлюватися з новітніми науковими досягненнями.
Провідну роль у розвитку науки в республіці, безсумнівно, відігравала Академія наук України, президентом якої з 1946 по 1962 pp. був О. Палладін, а з 1962 року Б. Патон. Десятиліття, що минуло після 1955 року, стало найбільш динамічним і результативним у розвитку науки в Україні. У 1957 році в складі АН УРСР створюється обчислювальний центр на чолі з молодим математиком В. Глушковим, який досліджував низку важливих оборонних проблем, розробляв теорію швидкочиних ЕОМ. Саме тут стала активно розвиватися кібернетика, яка так нещадно переслідувалася за часів Й. Сталіна, а в 1962 році центр був перетворений на Інститут кібернетики. Під керівництвом Б. Патона Інститут електрозварювання розробляє ряд нових технологій і виводить радянську науку в цій галузі на провідні позиції у світі. Величезну роботу з проблем розвитку
атомної енергетики проводив фізико-технічний інститут у Харкові на чолі з І. Курчатовим.
Інститут механіки АН УРСР розробляв ефективні рекомендації щодо створення міжконтинентальних ракет. Українські науковці багато зробили для розвитку космонавтики. Вони безпосередньо причетні до запуску штучного супутника Землі в жовтні 1957 року й польоту в космос першої людини — Юрія Гагаріна.
В Інституті фізики в 1960 році створено ядерний реактор, за допомогою якого здійснювалися наукові дослідження в галузі фізики атомного ядра. Вагомим був внесок українських учених у медицину. У середині 50-х pp. під керівництвом М. Амосова запроваджено нові методи хірургічного лікування серцевих захворювань.
Процеси лібералізації, що широко розгорнулися в країні за часів М. Хрущова, не могли не торкнутися й гуманітарних наук.
У цей період науковці вперше отримали можливість досліджувати архівні джерела радянської доби. Унаслідок цього значно розширилася тематика наукових пошуків, нерідко її спрямованість визначали самі дослідники. У 1957 році в Україні були засновані спеціалізовані журнали академічних установ гуманітарного профілю — «Український історичний журнал», «Радянське право», «Економіка Радянської України», «Народна творчість та етнографія». У цей час почали формуватися, а згодом і друкуватися, змістовні збірники архівних джерел, розпочинається копітка робота над виданням першої багатотомної «Української радянської енциклопедії».
Зрозуміло, що партійні діячі, як і раніше, ретельно стежили за тим, щоб суспільствознавці не торкалися заборонених тем та історичних постатей, не піддавали критиці партійні органи та їхню діяльність, а боролися з «фальсифікаторами», ідейними ворогами КПРС. Однак іноді відбувалися непередбачені партапаратниками події. Наприклад, наукова конференція з проблем культури української мови (лютий 1963 року), у якій узяли участь понад 800 мовознавців, фактично перетворилася на прилюдне засудження мовної політики керівної партії в Україні. Учасники конференції з гіркотою й болем відверто говорили про принизливе становище рідної мови в республіці, закликали ліквідувати свідомо створені для її розвитку перепони, сміливо засуджували офіційну «теорію двомовності української нації».
