实验室成立以来，取得了丰硕的科研成果。实验室固定成员中，有国际数学家大会45分钟邀请报告人2名,国家自然科学奖二等奖获得者9人,华罗庚数学奖获得者4人，陈省身数学奖获得者6人，何梁何利奖获得者4人，求是杰出青年学者奖获得者3人 ，拉马努金奖1人，晨兴数学金奖1人，晨兴数学银奖2人，实验室获国家自然科学基金委的创新群体2项，国家杰出青年基金项目17项，海外杰出青年合作基金6项，中科院百人计划9项，杰出青年基金外籍1项。其中近年摘取的国家自然科学奖二等奖项，突出反映了实验室的实力与水平：  

周向宇：扩充未来光管猜想及相关问题解决（国家自然科学二等奖，2004） 

席南华：仿射Weyl群的双边胞腔的基环和仿射Hecke代数的表示(国家自然科学二等奖，2007）

王元、方开泰：均匀试验设计的理论、方法及其应用（国家自然科学二等奖，2008）  

段海豹：舒伯特簇的乘法法则（国家自然科学二等奖，2010）  

张平、江松：流体力学与量子力学方程组的若干研究（国家自然科学二等奖，2011）  

孙笑涛：模空间退化和向量丛的稳定性（国家自然科学二等奖，2012）  

黄飞敏、王振：若干重要的可压缩欧拉方程整体解研究 （国家自然科学二等奖，2013）

李嘉禹：微分几何中的几个分析问题研究（国家自然科学二等奖，2017）

孙斌勇：典型群表示论（国家自然科学二等奖，2019）

实验室固定成员在国内外各种核心期刊上发表了大量高质量论文。据不完全统计，仅2003年以来实验室固定成员在包括Acta Math., Annals of Math., Invent. Math., Journal of AMS, PNAS, Izvestiya 等西、俄顶尖数学杂志上发表的论文就达700余篇。