在4项国家自然科学奖中，由中科院院士王贻芳领衔的大亚湾反应堆中微子实验，通过设在我省深圳的大科学装置——大亚湾反应堆中微子实验发现了中微子振荡新模式，获得国家自然科学奖一等奖。这是中国科学家主导的原创性科学成果，也是中国本土首次测得的粒子物理学基本参数，显示出我国基础研究正在迈入世界科技发展前沿。另有2项为我省科学家主持完成，分别为中山大学朱熹平等完成的“Ricci流理论及其几何应用”、北京大学深圳研究生院杨震等完成的“具有重要生物活性的复杂天然产物的全合成”。
在23项国家科技进步奖中，华为和中兴公司参与的“第四代移动通信系统(TD-LTE)关键技术与应用”获得了国家科技进步奖特等奖。我省为第一完成单位的获奖单位有6项，分别是钟南山院士主持完成的“《全民健康十万个为什么》系列丛书”、华南理工大学汤勇主持完成的“复杂表面热功能结构形貌特征设计与可控制造关键技术”、南方医科大学侯凡凡院士完成的“慢性肾脏病进展的机制和临床防治”、中山大学肿瘤防治中心徐瑞华主持完成的“结直肠癌个体化治疗策略创新与应用”、中山大学附属第六医院汪建平的“基于肛门功能和性功能保护的直肠癌治疗关键技术创新与推广应用”以及清华大学清华研究生院戴琼海主持完成的“新一代立体视觉关键技术及产业化”。
这些项目不仅在各个专业具备创新点，而且已经在经济和社会生活方面发挥出较好效益。例如，“复杂表面热功能结构形貌特征设计与可控制造关键技术”实现了管壳式换热器、空调蒸发/冷凝器以及热控系统的换热技术升级换代，整体达到国际先进水平，部分指标达到国际领先水平。项目在2013-2015年实现新增销售收入93.95亿元，新增利润总额9.21亿元。
