Il dottorato di ricerca rappresenta il livello più alto della formazione universitaria e vi si accede dopo la laurea magistrale (anche detta specialistica). Dura 3 anni; l'accesso avviene attraverso concorso per titoli ed esami. È riservato a un numero ristretto di partecipanti. Il completamento del corso attribuisce il titolo di dottore di ricerca.
Il Dipartimento di Psicologia ha recentemente ristrutturato l'offerta formativa relativa ai dottorati di ricerca, che adesso include tre corsi di dottorato:

• Neuroscienze del comportamento
• Psicologia e Neuroscienze sociali
• Psicologia e Scienza cognitiva