Badaniami naukowymi – ich inspiracją, rozwojem i koordynowaniem – zajmowali się członkowie poszczególnych wydziałów oraz działających w ich obrębie specjalistycznych sekcji. W Wydziale Nauk Społecznych były trzy sekcje: nauk prawniczych, ekonomiczno-socjologicznych, historycznych, w Wydziale Nauk Przyrodniczych były także trzy sekcje: nauk biologicznych, rolniczych, medycznych, w Wydziale Nauk Technicznych – również trzy sekcje: kształtowania środowiska, nauk chemicznych, ergologiczna. Ponadto działała wyodrębniona interdyscyplinarna Komisja Wisły.
Pierwsze badania przeprowadziła sekcja nauk prawniczych – były to badania porównawcze nad prostytucją, obejmujące Trójmiasto oraz szybko uprzemysławiany Włocławek i jego okolice. Efektem kilku lat prac badawczych nad zagadnieniami związanymi z prostytucją była monografia autorstwa Michała Antoniszyna i Andrzeja Marka pt. Prostytucja w świetle badań kryminologicznych (1985), która ukazała się w nakładzie 10 000 egz.
Prowadzone badania z reguły wieńczyły konferencje lub wydawnictwa, czasem były to i konferencje, i publikacje. Warto przypomnieć kilka ważniejszych publikacji będących pokłosiem prowadzonych badań (w układzie chronologicznym):
- Marian Biskup, Bitwa pod Płowcami (1981);
- Kujawy wschodnie i ziemia dobrzyńska w dobie rewolucji 1905-1907, pod red. Mieczysława Wojciechowskiego (1987);
- Z dziejów powstania styczniowego na Kujawach i ziemi dobrzyńskiej, pod red. Sławomira Kalembki (1989);
- Zasłużeni dla Włocławka (XIII-XX wiek), pod red. Mieczysława Wojciechowskiego, (1991);
- Stefan Cackowski, Miasta dobrzyńskie i kujawskie w końcu XVIII i na początku XIX wieku (1793-1807) (1995);
- Mirosław Krajewski, Andrzej Mietz, Zabytki Ziemi Dobrzyńskiej: przewodnik bibliograficzny (1996);
- Herby miast polskich w okresie zaborów (1772-1918): materiały sesji naukowej, Włocławek 5-6 grudnia 1996 r., pod red. Stefana K. Kuczyńskiego (1996);
- Dzieje Włocławka, t. 1: Od początków do 1918 roku, pod red. Jacka Staszewskiego (1999), t. 2: Lata 1918-1998, pod red. Jacka Staszewskiego (2001);
- Materiały do dziejów rezydencji w Polsce, pod red. Stanisława Kunikowskiego, t. 1: Kujawy wschodnie (cz. 1-5, 2000-2011), t. 2: Ziemia dobrzyńska (cz. 1-4, 2002-2007);
- Włocławski Słownik Biograficzny, pod red. Stanisława Kunikowskiego (t. 1-10, 2004-2023);
- Dzieje diecezji włocławskiej, t. 1: Średniowiecze, pod red. Andrzeja Radzimińskiego (2008).
W latach 1982-1988 WTN prowadziło działalność gospodarczą w zakresie przyjmowania zleceń na prace badawcze, opiniodawcze i ekspertyzy naukowe od instytucji państwowych oraz zakładów pracy z terenu województwa włocławskiego. Była to nowatorska na owe czasy metoda pozyskiwania środków na działalność statutową – wykonano wówczas ponad sto prac zleconych, m.in. były to:
- prace badawcze dotyczące wpływu lokalizacji elektrowni atomowej na środowisko w województwie włocławskim, na zlecenie Polskiej Akademii Nauk. WTN jako pierwsze w Polsce wykazało ujemny wpływ budowy elektrowni atomowej w miejscowości Karolewo-Skoki Duże na środowisko naturalne człowieka;
- badania dotyczące studium lokalizacji nowego cmentarza komunalnego we Włocławku w Pińczacie, na zlecenie Urzędu Miejskiego we Włocławku;
- realizacja mapy układu funkcjonalnego sieci drogowej województwa włocławskiego, na zlecenie Wydziału Komunikacji Urzędu Wojewódzkiego we Włocławku.
Dotychczasowy dorobek badawczy WTN jest różnorodny zarówno co do treści, jak i formy, obejmuje swoim zakresem wiele dziedzin – nauki historyczne, archeologię, nauki medyczne, zagadnienia gospodarcze i społeczne, zabytki Kujaw wschodnich i ziemi dobrzyńskiej, biografistykę i wiele innych prezentowanych na łamach własnego rocznika ,,Zapiski Kujawsko-Dobrzyńskie’’ (w latach 1978-2023 ukazało się 36 tomów, wydawcą pierwszych dwóch tomów: seria A /1978/ i seria B /1979/ było Dobrzyńsko-Kujawskie Towarzystwo Kulturalne we Włocławku).