С первых же дней войны КГМИ перестроил всю свою научную деятельность. В августе 1941 г. был составлен новый план научно-исследовательской работы на вторую половину года. Этот план состоял «исключительно из тематики оборонного значения». Уже к ноябрю 1941 г. были закончены и внедрены в практику такие важные для военного времени исследования, как применение витамина В при лечении длительно незаживающих язв и ранений (3. И. Малкин, Е. Б. Сечень), при лечении легочных нагноений (Н. К. Горяев, А. Г. Терегулов, 3. И. Малкин, Б. А. Вольтер, В. И. Катеров), разработана ампула для переливания, хранения и транспортировки крови (Р. А. Вяселев и К. С. Казаков). Несмотря на то, что не хватало кадров, оборудования, холодные помещения обогревались «буржуйками», до конца 1941 г. было выполнено 16 исследований. Ученый совет Наркомздрава РСФСР, оценивая научную работу института за первый год войны, отмечал, что он «сделал много, гораздо больше, чем другие, даже московские вузы».
Большая часть научных работ была посвящена проблеме эффективного лечения травматических повреждений военного времени. В работу включились фактически все хирургические и терапевтические кафедры, клиники нервных, глазных и ЛОР-болезней, ряд теоретических кафедр (физиологии, патологической физиологии, гистологии и др.). Так, профессорами Л. И. Шулутко и Б. Л. Мазуром, врачом Л. А. Тарасовой были получены хорошие результаты при лечении бактериофагом повреждений мягких тканей.
Профессор Н. В. Соколов и доцент П. В. Гулевич разработали метод лечения ожогов риванолевой повязкой. Этот метод давал быстрое заживление с хорошей эпителизацией и «в летнее время имел несомненно преимущество перед открытым методом лечения». Профессор А. И. Лаббок и ассистент Я. М. Криницкий разработали метод шва на переднюю стенку кишечника при накладывании анастомоза в условиях ранений органов брюшной полости. Профессор И. В. Домрачев предложил способ приготовления кетгута, ряд оригинальных операций на желудочно-кишечном тракте, доцент Б. Ф. Сметанин сконструировал шприц-автомат непрерывного действия для местной анестезии. Профессор М. И. Гольдштейн с успехом применил рентгенотерапию при ранениях мягких тканей в случаях длительного заживления.
На кафедрах физиологии и нервных болезней комплексно изучался вопрос о функциональной полноценности регенерации нервного ствола при его сшивании различными способами. Коллектив кафедры нервных болезней разрабатывал вопросы травматической эпилепсии, рефлекторных контрактур травматических поражений центральной и периферической нервной системы. Профессор Л. И. Омороков при подготовке к операциям раненых с повреждениями периферической нервной системы выявил эффективность лечения гнойных ран распылением белого стрептоцида.
Очень важной практически, если учесть трудности военных лет, относящиеся к снабжению медикаментами, явилась деятельность кафедры общей химии. На ней под руководством профессора Ф. И. Богоявленского были разработаны методы получения чистой серно-бариевой соли из отходов производства и восстановления из гипсовой повязки марли и гипса, годных к дальнейшему употреблению.
Много научных работ было посвящено испытанию новых лекарственных средств. В частности, казанские ученые в годы войны всесторонне исследовали и применили при различных заболеваниях и ранениях сульфаниламиды (А. М. Алуф, Т. В. Распопова, Т. Б. Киселева, Т. С. Федорова, А. Ф. Агафонов, 3. И. Малкин, В. Д. Загряцкая, В. К. Меньшиков, 3. И. Малкина, Е. П. Кревер, С. П. Яхонтов и др.). На кафедре фармакологии проводилась большая работа по биологической стандартизации и апробации лекарственных веществ.
Большое внимание уделялось борьбе с эпидемическими заболеваниями (А. Ф. Агафонов, В. К. Меньшиков, Б. А. Вольтер, А. Э. Озол, Т. Д. Эпштейн). Профессор В. В. Изосимов по поручению фармакологического комитета Наркомздрава СССР испытывал различные инсектициды. По предложению Академии наук СССР сотрудники кафедры биологии включились в разработку еще одной важной для того времени проблемы — «изыскание пищевых ресурсов». Проводилась оценка различных белковых веществ, определялась возможность использования их в пищу.
На кафедре микробиологии для лечения раненых и инфекционных больных были разработаны высокоэффективные моно- и поливалентные стрепто- и стафилококковые бактериофаги, а также фаги в отношении синегнойной, кишечной, дизентерийной палочек (3. X. Каримова). Интенсивно проводилось изучение лептоспирозных инфекций, много внимания уделялось изучению препаратов грибкового и бактериального происхождения (Е. К. Наумова, М. Н. Шкляева, Н. Н. Сластникова).
Большая работа была проведена кафедрами инфекционных болезней и оториноларингологии по расшифровке вопросов этиологии, клинике, лечению, диагностике и профилактике алиментарно-токсической алейкии (септической ангины), наблюдавшейся в ряде районов ТАССР. Под руководством профессоров А. Ф. Агафонова и Н. Н. Лозанова было организовано несколько экспедиций.
Гигиенические кафедры под руководством профессора В. В. Милославского успешно разработали проблему санитарного обслуживания объектов военного времени. Были изысканы конкретные способы очистки и обеззараживания воды местных водоемов на случай порчи центрального водопровода, установлены нормы длительности пребывания в бомбоубежищах, устраиваемых в приспособленных помещениях.
Несмотря на практическую работу большинства научных сотрудников в эвакогоспиталях, отсутствие необходимых реактивов и животных для опытов, тяжелые температурные условия (приходилось трудиться в не отапливаемых или плохо отапливаемых помещениях), число планируемых и выполняемых тем исследований увеличивалось с каждым годом.
В 1941—1944 гг. было выполнено 208 научных работ. Сотрудники института защитили за эти годы 5 докторских (в т. ч. В. Н. Мурат, В. В. Громов, С. С. Шульпинов) и 10 кандидатских диссертаций (в т. ч. Е. С. Нагорбина, А. Н. Юнусова, Г. А. Жарковский, М. К. Садыкова, Ю. А. Остроумов).
