Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (tiền thân là Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội) là một trong số ít đơn vị đầu tiên được Nhà nước giao nhiệm vụ đào tạo sau đại học (SĐH) ở trong nước. Sau khi có hàng chục giáo viên được bảo vệ luận án Phó tiến sĩ theo chế độ đặc cách, năm 1978 Nhà trường chính thức tuyển 17 nghiên cứu sinh (NCS) để đào tạo phó tiến sĩ (nay là tiến sĩ). Năm 1991 Nhà nước đã chính thức giao cho Trường đào tạo thạc sĩ cho 28 chuyên ngành, và năm 1992 đã có 17 học viên cao học (HVCH) khóa đầu tiên trúng tuyển. Những người đầu tiên được nhận bằng thạc sĩ, tiến sĩ, tiến sĩ khoa học của nước ta đều là HVCH và NCS của Trường. Với yêu cầu cấp thiết để quản lý bậc đào tạo SĐH, năm 1998 Phòng SĐH được tách ra từ Phòng Khoa học Công nghệ và Đào tạo SĐH. Từ 1998 đến nay quy mô đào tạo ngày một tăng, không chỉ tăng về số lượng học viên mà còn tăng về số ngành và chuyên ngành đào tạo. Tính đến năm 2004, tổng số HVCH và NCS đã lên tới 781, và cho đến năm 2009 tổng số học viên đang học tập và nghiên cứu đã vượt con số 1500.
