Одним із головних напрямків діяльності Національного архітектурно-історичного заповідника «Чернігів стародавній» є науково-дослідницька робота.
У 2018 році в Українському інституті науково-технічної і економічної інформації зареєстровані науково-дослідні роботи: «Пам’ятки комплексу історичного середмістя Чернігова»; «Монастирські ансамблі Болдиних гір». Вивчення зазначених тем заплановано на період 2018-2023 рр.
Наукові співробітники здійснюють дослідження зазначених науково-дослідних робіт в архівних і бібліотечних установах Києва, Чернігова, а також інших міст України і за кордоном. Матеріали досліджень публікуються у регіональних, всеукраїнських та міжнародних наукових виданнях, використовуються для проведення екскурсій і лекцій, у популяризаторській роботі. Видаються книги, наукові збірники, каталоги.
З метою наукового студіювання та осмислення культурно-історичної спадщини Чернігова, привернення уваги громадськості до проблем реставрації, вивчення та охорони пам’яток архітектури Чернігова у 1999 році започатковані наукові читання «Чернігівські старожитності».
У 2008 році прийнято рішення заснувати щорічний збірник «Чернігівські старожитності». Він видається за підсумками наукових конференцій. 7 листопада 2022 року збірник, як періодичне видання, зареєстрований Міністерством юстиції України.
У 2013 році започаткована наукова конференція «Карнабідівські читання». Мета: привернути увагу до пам’яткоохоронної та краєзнавчої діяльності на Чернігівщині в ХІХ — на поч. ХХІ століть, а також питань збереження старожитностей Чернігова, відновлення пам’яток архітектури та історії Чернігово-сіверського краю.
У 2021 році видано збірник наукових праць «Карнабідівські читання», випуск 5. Він включає матеріали V Карнабідівських читань, які проходили в Національному архітектурно-історичному заповіднику «Чернігів стародавній» 26-27 листопада 2020 р. і були присвячені 400-літтю від народження Лазаря Барановича — видатного українського релігійного і політичного діяча другої половини XVII століття, архієпископа Чернігівського і Новгорода-Сіверського, письменника і проповідника.
Проведено наукову конференцію «Історико-культурна спадщина: виклики та перспективи» (організатор: Національний архітектурно-історичний заповідник «Чернігів стародавній»), 25-26 листопада, з дотриманням карантинних обмежень, у режимі онлайн. На конференцію було подано 32 доповіді. Її учасники − науковці з різних регіонів України: Києва, Чернігова, Запоріжжя, Батурина, Чигирина, Шостки (Сумщина), Бережан (Тернопільщина). Тематичні напрями роботи конференції: теоретико-методологічні основи; культурна спадщина як носій історичної пам’яті; архітектурні та археологічні пам’ятки: проблеми, нормативно-правова база, шляхи збереження та використання; музейна справа та музейна практика.
Взято участь у науковій конференції «Десяті «Розумовські зустрічі», яка проходила в Чернігові 9-10 грудня. У науковому форумі взяли участь експерти і працівники сфери державного управління, місцевого самоврядування, закладів підвищення кваліфікації, науковці та представники неурядових організацій з України, Білорусі та Польщі. Організатори: Чернігівський центр підвищення кваліфікації та Сіверський інститут регіональних досліджень у партнерстві з Національним агентством України з питань державної служби, Інститутом законодавства Верховної ради України за сприяння Чернігівської облдержадміністрації, Чернігівської обласної ради і Національного архітектурно-історичного заповідника «Чернігів стародавній» та за підтримки Фонду Ганнса Зайделя.
Взято участь в охоронно-рятівних археологічних дослідженнях (розкопках) на території Валу під час проведення капітального ремонту парку ім. Коцюбинського в м. Чернігові, що входить до охоронної зони Національного архітектурно-історичного заповідника «Чернігів стародавній».
Підготовлено та передано до наукового архіву Інституту археології НАН України науковий звіт: Черненко О. Є, Новик Т. Г. «Звіт про археологічні дослідження на території Чернігова у 2020 р.». Підготовлено науковий звіт про архітектурно-археологічні дослідження Єлецького монастиря у 2020 р. Розпочатороботу над звітом про охоронні археологічні дослідження на території чернігівського Дитинця у 2021 році (складання описів знахідок, камеральна обробка артефактів).
Підготовлено статті та взято участь у наступних наукових заходах:
– ХІ Міжнародній науково-практичній конференції «Соціальна політика: концепції, перспективи», Національний педагогічний університет імені М.П. Драгоманова, Київ, 20 квітня;
– Науково-практичному семінарі ХІІ Луньовські читання «Музейні будівлі та примузейний простір», Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Харків, 25 березня;
– ХХ Всеукраїнській науково-практичній конференції «Сіверщина в історії України», Національний заповідник «Глухів», м. Глухів, 26–28 травня;
– ХІХ Міжнародній науковій конференції «Церква — наука — суспільство: питання взаємодії», Національний Києво-Печерський історико-культурний заповідник, Чернігів, 27 травня;
– «Пам’ятки культури польської спільноти в Україні: проблеми і перспективи збереження», Національний історико-архітектурний заповідник «Кам’янець», 27 травня на платформі ZOOM;
– XXX Міжнародній науково-практичній конференції «Нові дослідження пам’яток козацької доби в Україні», присвяченої 30-річчю проголошення незалежності України, Ніжинський краєзнавчий музей імені Івана Спаського, Ніжин, 15-17 вересня;
– VІ Міжнародній науково-практичній конференції «Музеї та реставрація у контексті збереження культурної спадщини: актуальні виклики сучасності», Національний Києво-Печерський історико-культурний заповідник, Київ, 23-24 вересня;
– XXVIII Міжнародній науковій конференції «Волинська ікона: дослідження та реставрація», Волинський краєзнавчий музей, Луцьк. 21-22 жовтня;
– І Міжнародній науково-теоретичній конференції «Modernization of science and its influence on global processes», Берн, Швейцарія, 5 листопада;
– науковому семінарі аспірантів та магістрантів Національний університет «Чернігівський колегіум» імені Т.Г. Шевченка, Навчально-науковий інституту історії та соціогуманітарних дисциплін ім. О.М. Лазаревського, Чернігів, 2 грудня;
– XXXVIІІ Міжнародній краєзнавчій конференції молодих учених «Краєзнавство та краєзнавці: досвід минулого та сьогоденні завдання (до 120-річчя від дня народження професора А.Слюсарського)». Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Харків, 3 грудня;
– ХХVІ Міжнародній науковій конференції «Могилянські читання». Вивчення та збереження культурного надбання: до 95-річчя заснування Національного заповідника «Києво-Печерська лавра», Київ, 9-10 грудня.
Проводилася співпраця, відповідно до укладених угод, з Національним університетом «Чернігівський колегіум» імені Т.Г. Шевченка, Національною академією образотворчого мистецтва і архітектури, Українським інститутом національної пам’яті, Музеєм історії Десятинної церкви, Центром культури та історії Київської Русі «Парк Київська Русь», Мезинським народним археологічним науково-дослідним музеєм. Мета: взаємодія установ для проведення науково-дослідницької та просвітницької діяльності.
У заповіднику працюють два кандидати історичних наук та народний архітектор України.
