Важнейшим событием в жизни Тульского механического института явилось разрешение Министерства высшего и специального образования СССР организовать в нем с 1 апреля 1949 года аспирантуру без права приема диссертаций к защите. В 1959 году в аспирантуре обучалось 13 человек. В последующие годы число аспирантов значительно возросло. За три года (1953-1956) защитили кандидатские диссертации 17 человек, в том числе Б.М. Подчуфаров, Б.Е. Пестов, Г.А. Пинчук, И.А. Коганов, Н.П. Юрманова, Н.А. Минский, М.П. Кузьмин и другие. Особенно усилился рост научных кадров в 1958 году, когда была разрешена защита кандидатских диссертаций в институте. Первым закончившим аспирантуру и защитившим диссертацию был И.А. Клусов, ныне доктор технических наук, профессор. Среди защитивших диссертации были преподаватели института и видные специалисты в своей отрасли А.М. Богородицкий, Н.Н. Шемарин, Ю.С. Рагозин, Т.А. Сиренко, С.А. Головин. Всего за 1956-1962 гг. в вузе было подготовлено 30 кандидатских диссертаций. Наряду с защитой кандидатских диссертаций остро стояла проблема докторов наук. В 1954 году в двухгодичную докторантуру были откомандированы доценты С.С. Петрухин, В.И. Гомозов, А.Н. Тер-Мкртичьян и Д.Г. Соломенцев. Кроме того, доценты Б.М. Подчуфаров, В.Ф. Бобров, И.Н. Ренне, В.Ф. Прейс начали самостоятельно работать над докторскими диссертациями. В 1955 году над докторскими диссертациями начали работать еще семь человек. В 1962 году в Московском станко-инструментальном институте защитили докторские диссертации С.С. Петрухин и В.Ф. Прейс. Докторские диссертации защитили также В.И. Гомозов и Д.Г. Соломенцев.

Юридическое решение вопроса о создании горного института в Туле Министерством культуры СССР завершилось 18 июля 1953 года. Небольшой по численности прием в институт в первые годы его существования позволял заниматься со студентами индивидуально, привлекать наиболее способных к научно-исследовательской работе по тематике кафедр. После окончания института многие студенты остались на работе в институте, в том числе в аспирантуре, на ряде кафедр, возглавляемых профессорами – докторами технических наук Л.А. Быковым, Л.А. Толоконниковым, кандидатом технических наук Н.И. Харитоновым, или направлены в целевую аспирантуру. За период с 1958 по 1963 годы успешно окончили аспирантуру и защитили диссертации Г.Г. Дубенский, Л.А. Зиборов, Г.Г. Киреева, Ю.А. Покровский, Э.М. Соколов, М.Б. Сулла, А.Л. Клейнерман и другие. Большинство из них в настоящее время работают в Тульском государственном университете, зарекомендовав себя хорошими преподавателями и умелыми организаторами учебно-воспитательной и научной работы.

В 1963 году в соответствии с приказами Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР произошло объединение Тульского горного института с Тульским механическим и образование Тульского политехнического института. В состав института влился и горный техникум. В связи с этим расширяется и аспирантура института. Широко используется годичная и целевая аспирантура других вузов, налаживается система подготовки диссертационных работ в порядке соискательства преподавателями и инженерно-техническими работниками. Если к моменту объединения институтов в аспирантуре обучалось 13 аспирантов, то в 1978 году – 174.

Организуется советы по присуждению ученых степеней. В 1963 году в механическом институте функционировал один совет по присуждению ученой степени кандидата наук, в 1970 году – четыре, а в 1980 три совета по присуждению ученой степени доктора наук и пять советов по присуждению ученой степени кандидата наук.

С 1963 года по 1978 год в политехническом институте защитили докторские диссертации В.Ф. Бобров, Б.М. Подчуфаров, Л.Б. Дмитриев, В.Н. Каретников, И.А. Клусов, И.А. Коганов, М.П. Кузьмин, С.И. Лашнев, Л.Н. Литвинов, Н.М. Матченко, О.С. Разумов, И.П. Ренне, Ф.В. Седыкин, Г.П. Соболевский, И.П. Фоминых, Н.И. Харитонов, П.И. Цой, Н.П. Юрманова, С.П. Яковлев. Кандидатские диссертации за это же время защитили Л.Ф. Анчишкина, А.А. Антонов, А.С. Базык, В.В. Бородин, Е.Г. Воропаев, Р.А. Виттас, Е.И. Захаров, В.И. Игнатов, В.К. Карпов, В.С. Морозов, Н.П. Марков, Ю.Н. Никольский, Н.И. Пасько, В.В. Подсевалов, И.Я. Рязанцев, Н.А. Усенко, Н.Н. Фролов, В.Ф. Чарский, В.М. Чернов, Л.Г. Юдин, А.С. Ямников.

В 1991 году институту было представлено право открытия докторантуры по приоритетным направлениям. Послевузовское обучение в аспирантуре в конце 90-х годов прошлого столетия осуществлялось по 11 научным направлениям и 47 научным специальностям. Обучение в докторантуре происходило по трем научным направлениям и по 17 научным специальностям. В 1988 году в докторантуре было открыто два новых научных направления: 08.00.00 «Экономические науки» и 20.02.00 «Военные специальные науки» и три новые научные специальности. По новым специальностям было принято в докторантуру пять человек. В 2000 году обучалось 50 докторантов и 450 аспирантов и соискателей. В этот период наметилась тенденция к изменению аспирантской подготовки применительно к классическому университету. Количество аспирантов, обучающихся по гуманитарному, социально-экономическому и естественно-научному профилю и математике, составило 37 %. Впервые в ТулГУ открылась аспирантура на гуманитарном факультете, защищены докторские диссертации И.А. Батаниной, И.Н. Юркиным, Т.В. Толстухиной, Е.И. Самарцевой. В университете действовало 18 советов – 8 докторских и 10 кандидатских по присуждению степеней.

На сегодняшний день подготовка аспирантов в ТулГУ осуществляется по 16 научным направлениям и 70 научным специальностям. В 2007 году в аспирантуру университета было принято 141 чел., из них 103 (в соответствии с контрольными цифрами Федерального агентства по образованию) на бюджетной основе и 38 на коммерческой. Структура приема в аспирантуру за последние пять лет остается стабильной: 70 % составляют технические отрасли наук и 30 % гуманитарные и социально-экономические. Это соответствует приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники, утвержденным Президентом РФ 21 мая 2006г. Всего на начало 2008 года в аспирантуре университета обучалось 403 аспиранта, в том числе 305 на бюджетной основе и 98 на коммерческой, более 500 человек соискателей кандидатской степени, 18 докторантов и 27 соискателей докторской степени.

Традиционно ведется подготовка кадров высшей квалификации для Вьетнама, Йемена, Китая, Эфиопии, Камеруна, Иордании, Армении. На начало 2008 года в ТулГУ обучается 21 аспирант государств дальнего зарубежья.

Научное руководство аспирантами ТулГУ осуществляется 173 руководителями. Из них 158 человек являются докторами наук, профессорами и доцентами, 28 руководителей являются кандидатами наук, доцентами.