Научный отдел заповедника был сформирован к 1986 г.

В разные годы его возглавляли В.З. Рубинштейн, к.б.н. С.М. Оленин и к.б.н. Н.М. Лоскутова.

Главное направление научной деятельности - изучение процессов и явлений в природном комплексе заповедника “Басеги” по программе “Летописи природы”.

За время существования заповедника научная деятельность сотрудников осуществлялась по следующим направлениям:

• Экологический мониторинг состояния природных комплексов и объектов;
• Обработка многолетних рядов наблюдений;
• Разработка рекомендаций по сохранению природных комплексов и рациональному использованию природных ресурсов, в том числе хоздоговорные работы по инвентаризации фауны в границах административных районов, где расположен заповедник, и подготовка  эколого-экономического обоснования к расширению его территории;
• Инвентаризация основных компонентов природных комплексов;
• Изучение состояния популяций видов, внесенных в Красные Книги различных категорий;
• Создание и развитие информационной системы заповедника “Басеги”.
  

Среди сотрудников отдела были В.Д. Бояршинов – первый директор заповедника, к.б.н. Е.Л. Железная – сотрудница Государственного биологического музея им. К.А. Тимирязева (г. Москва), териолог Э.Е. Кичигаев, почвовед Г.Н. Канисев, лесопатолог Л.Б. Панина, ботаник Ю.А. Лоскутова. Сегодня в отделе работают научные сотрудники Н.М. Лоскутова, Л.В. Кулькова, В.М. Курулюк, Н.Р. Леушина, Д.В. Наумкин, инженер по мониторингу О.И. Гарипова, лаборант-исследователь Н.Г. Шавалиева, библиотекарь Е.Г. Допиро.                            

Так сложилось, что большая часть зоологов, работающих в заповеднике, были орнитологами, специализировались на изучении птиц (В.Д. Бояршинов, М.Я. Адиев, Н.М. Лоскутова, В.М. Курулюк, Д.В. Наумкин). Сегодня птицы – одна из наиболее изученных групп позвоночных животных Басег. Итоги изучения орнитофауны обобщены в двух обзорах (1989 г.; 1998 г.), птицам, в том числе диким куриным – объектам любительской охоты, посвящено свыше 30 публикаций.

Основател и заповедника  д.г.н. Г.А. Воронов, сотрудники кафедры биоценологии и охраны природы (БОП ПГУ) В.А. Акимов, С.П. Стенно специализировались на изучении териофауны, в основном мелких млекопитающих. Крупными видами зверей, в первую очередь лося и медведя, многие годы занимался выпускник МГУ Э.Е. Кичигаев.

Исследования почв заповедника и составление почвенной карты – тема работы к.с.-х.н. Л.В. Кульковой. Эти исследования весьма трудоемки, и осуществляются совместно с преподавателями и студентами-почвоведами Пермской сельскохозяйственной академии.

Редкие виды растений, насекомых, птиц и млекопитающих, занесенные в Красные Книги различных категорий, всегда были одними из основных объектов исследований. Состояние их популяций, динамика численности, особенности распространения – тема научных исследований В.М. Курулюка и Н.Р. Леушиной. Н.Р. Леушина, помимо изучения редких видов растений, занимается и феноклиматическими особенностями территории заповедника, что, в какой-то степени, является продолжением многолетних исследований природных циклов, которыми занимался С.М. Оленин.

За все время существования заповедника научным отделом подготовлено 24 тома Летописи природы. Основной объем полевых материалов для нее собран на научном стационаре Северный Басег, где заложена система площадок и профилей. Здесь проходят основные феномаршруты, точки и профили по учету позвоночных и беспозвоночных животных, осуществляется климатический и почвенный мониторинг. Но маршрутными учетами (ЗМУ, снегомерная съемка, учеты воробьиных птиц по голосам, учеты тетеревиных, почвенные исследования) охвачена вся территория заповедника. Материалы по околоводной фауне горных рек собраны за пределами территории в ходе ежегодных сплавных маршрутов по рекам Усьва и Вильва.Большую роль в выполнении программы научно-исследовательских работ играют привлеченные специалисты. Как и в любом другом заповеднике, охватить исследованиями все компоненты природной среды силами штатных сотрудников невозможно. Поэтому с самого начала существования заповедник активно сотрудничал с различными научными организациями. Основными партнерами по научной деятельности являются ВУЗы г. Перми: Пермский государственный университет (кафедры биоценологии и охраны природы, кафедра зоологии позвоночных и экологии, кафедра зоологии беспозвоночных и водной экологии), Естественно-научный институт при ПГУ, Пермский государственный педагогический университет, Пермская фармацевтическая и Пермская сельскохозяйственная академии. Многие годы приезжает в заповедник  В.А. Акимов (ПГУ), изучающий экологию мелких млекопитающих; значительный вклад в познание мира беспозвоночных заповедника (муравьев и жужелиц) внесли Ф.А. Сейма, А.Г. Воронин, А.В. Козырев, Т.И. Гридина; флору и растительность изучали С.В. Баландин и И.В. Ладыгин (ПГУ). Сотрудник кафедры зоологии беспозвоночных С.Л. Есюнин опубликовал списки паукообразных заповедника, зав. кафедрой зоологии позвоночных и экологии Е.А. Зиновьев – список рыб. Тесно связан заповедник и с ЕНИ ПГУ: А.Г. Безгодов изучал мхи, Г.Н. Канисев – почвы, а Е.А. Ворончихина – техногенное загрязнение заповедной территории. Осуществлялось научное сотрудничество и с Пермским педагогическим университетом: древесную и кустарниковую растительность, лишайники и грибы изучали Е.М. Шкараба и Л.Г. Переведенцева, и с Пермской фармацевтической академией, сотрудник которой Е.В. Челпанова занималась исследованиями ресурсов лекарственных растений заповедника. В последние годы активизировались почвенные исследования в рамках договора с Пермской сельскохозяйственной академией (И.А. Самофалова). Интенсивно контактирует научный отдел и с ближайшими коллегами – сотрудниками заповедников Вишерского, Висимского, Денежкин Камень. 
За время существования заповедника опубликовано более 230 публикаций, посвященных исследованиям его биоты, из которых около 170 подготовлено собственно сотрудниками заповедника или в соавторстве с ними. Наиболее значительные из них посвящены флоре и растительности, арахнофауне, териофауне и орнитофауне.

Заповедник открыт для сотрудничества со всеми заинтересованными научными организациями. За последние годы здесь работали сотрудники Института экологии растений и животных УрО РАН (г. Екатеринбург),  Пущинского государственного университета (Подмосковье), Керженского заповедника (Н. Новгород). Объектами их исследований стали лишайники, сукцессии лесных биотопов, фауна полужесткокрылых насекомых.

Основные проблемы на сегодняшний день связаны с обновлением и модернизацией инструментальной составляющей научных исследований (обновление и пополнение компьютерной базы, приобретение электронных накопителей информации, и др.). Актуальной остается разработка новых направлений в исследованиях, в частности, по определению допустимых антропогенных нагрузок на территорию, по изучению растительных сукцессий, инвентаризации различных групп беспозвоночных животных, в том числе гидробионтов и амфибиотических насекомых, которые остаются пока практически не изученными; все более насущной (в связи с возрастающим потоком туристов) становится модернизация музейной экспозиции при визит-центре заповедника.