2000年，教育部批準南京航空航天大學設立試點研究生院，南京航空航天大學學位與研究生教育進入全面發展階段。研究生5641人，其中博士研究生11人，碩士研究生4480人，工程類註冊碩士研究生165438人。其中，已授予博士818人，碩士5939人(含同等學力、工程碩士704人)。
研究生院在承擔研究生教育領導和管理工作的同時，不斷總結經驗，努力提高水平，堅持以質量為中心，以改革為動力，在各個管理環節實現規範化和科學化。1999，11年6月，被國務院學位委員會、教育部授予“全國學位與研究生教育管理先進集體”稱號。
2001以來，研究生教育獲得全國高校優秀教學成果二等獎3項，江蘇省高校優秀教學成果1、壹等獎5項、二等獎3項。
南京航空航天大學在各方面為研究生培養提供了良好的條件和途徑。除通過正常考試招收碩士生和博士生外，學校采取推薦學習成績優異的學生攻讀碩士學位制度、碩士生和博士生繼續學習制度和提前攻讀博士學位制度。