미래부의 비전 실현을 위한 두번째 전략은 ‘국가 연구개발 및 혁신역량 강화’다.

이를 위해 첫째, 과학기술 정책 패러다임 전환을 통해 국가 R&D 기초체력을 강화할 계획이다.

개방형 R&D 기획에서 사업화까지 창조형 지원시스템을 구축하고, 정부 R&D예산 중 기초연구에 대한 투자 비중을 2017년까지 40%로 확대하는 한편, 질 중심 성과평가체계를 확립한다.

둘째, 미래 유망 분야에 대한 선택과 집중을 통해 성장동력을 육성한다.

BT(재생의료, 신약개발, 줄기세포, 뇌연구 등), NT(나노소재, 나노에너지, 새로운 공정기술 등), 에너지·환경(기후변화 예측기술, 신재생 에너지, CO2 처리·저감 기술개발 등) 등 신기술 연구를 강화하고, 한국형 발사체 조기 개발(2021년→2019년), 수출형 중형위성 개발 및 달 탐사 추진(2020년) 등을 통해 우주산업 육성 및 일자리 창출을 추진한다. 

더불어 고준위폐기물 감축을 통해 영구처분장 소요면적을 획기적으로 축소(최대 1/100)할 수 있는 파이로 공정기술을 개발하고, 2016년까지 난치암 정복을 위한 의료용 중입자치료기를 개발한다.

셋째, 출연연구소를 세계 일류 연구기관으로 육성하기 위해 출연연구소의 역할을 재정립하고, 안정적인 연구 환경 조성을 지원한다.

이를 위해 출연연구소의 출연금 비중을 현재 62%에서 70%까지 높이고, 중소기업 지원사업비 비중도 7%에서 15%로 확대하는 한편, 연구소 기업 활성화도 추진할 방침이다.

넷째, 과학기술인이 대우받는 사회 실현이다.

과학기술인 연금을 사학연금 수준으로 확대(2013년 82%)하고, ‘과학기술인 유공자 예우 및 지원에 관한 법률’을 제정하고(2013년), 과학기술인 복지 콤플렉스 및 퇴직 과학기술인 지원센터를 운영· 추진할 계획이다.