An der MHL wird in den Fächern Musikwissenschaft, Musikpädagogik, Musiktheorie und Erziehungswissenschaft intensiv geforscht. Mit dem Brahms-Institut als "An-Institut" verfügt die MHL zudem über ein international renommiertes Forschungsinstitut mit einer bedeutenden Quellensammlung.
Die MHL verleiht den Doktorgrad in Musikwissenschaft, Musiktheorie und Musikpädagogik. Ein Doktorandenkolloquium dient als Forum für den fachlichen Austausch unter den Promovierenden und Betreuenden, auch werden die Beziehungen zur Forschungslandschaft in Lübeck und seinen wissenschaftlichen und kulturellen Institutionen intensiviert. Die MHL verfügt – neben der Schriftenreihe des Brahms-Instituts – mit den von Prof. Dr. Oliver Korte herausgegebenen "Schriften der Musikhochschule Lübeck" über ein eigenes wissenschaftliches Publikationsmedium.
Die Resultate der Forschung werden in regelmäßigen internationalen Symposien, in Publikationen, Ausstellungen und Katalogen der Öffentlichkeit vorgestellt.