El 12 de Octubre cuenta con un Centro de Investigación Biomédica, dedicado en exclusiva a la realización de proyectos y estudios de este tipo. El Centro tiene una superficie de 1.500 metros cuadrados y dispone de ocho laboratorios de investigación, áreas de apoyo científico-tecnológicas –genómica, cultivos, microscopia confocal, etc-, dos quirófanos experimentales –uno para animales grandes y otro para microcirugía-, siete dependencias diferenciadas en las que se ubican los animales y zonas de administración, equipamiento y servicios generales. En las instalaciones de este Centro, en el que desempeña su actividad un importante número de profesionales -incluidos médicos, biólogos, bioquímicos y químicos- se realiza fundamentalmente investigación básica en enfermedades raras –mitocondriales-, oncológicas, inflamatorias, neurológicas y de salud mental, con el objetivo de que sus hallazgos repercutan si es posible en la actividad asistencial y mejoren la calidad de la atención que reciben los pacientes.
En toda la labor investigadora del 12 de Octubre, desarrollada en este Centro y en otras dependencias del Hospital, participan alrededor de 300 profesionales, involucrados como investigadores principales o colaboradores en algún proyecto científico, junto a otro centenar que participan en esta área a tiempo completo.