La estructura donde se fundamenta la labor de investigación de la Universidad son los Grupos Nebrija de Investigación. Estos grupos están formados, en su mayor parte, por investigadores adscritos a la Universidad. También forman parte de ellos algunos investigadores externos que trabajan en líneas comunes.
Los Grupos de investigación son la base de la actividad investigadora de la universidad, generan la mayor parte de la producción científica vinculada a la universidad, e impulsan los proyectos de investigación financiados con fondos externos.
La OTRI mantiene un Registro oficial de Grupos de investigación.
La Universidad cuenta además con dos Centros de Investigación, que integran a expertos reconocidos de áreas de especialización estratégicas, en las que la universidad quiere ser referente internacional.
La Universidad Nebrija es la universidad privada que más ayudas ha recibido para la realización de proyectos de investigación en la última convocatoria de proyectos entre Grupos de investigación de Ciencias Sociales y Humanidades de la Comunidad de Madrid. Nebrija es la primera universidad privada en el número de grupos consorciados, a gran diferencia del resto, siendo la única además (junto al CEU) en coordinar uno de los proyectos concedidos.