学校与美国、英国、日本、法国、澳大利亚、俄罗斯、荷兰等国家的190多所大学和科研机构建立了人才培养和科技合作关系,聘请了300余名国外知名学者担任学校战略科学家、客座和名誉教授。2007年以来,学校先后获批建立了材料复合新技术与先进功能材料、高性能船舶关键技术、功能薄膜新材料先进制备技术及工程应用、新能源汽车科学与关键技术等4个学科创新引智基地和材料复合新技术国际联合实验室、环境友好建筑材料国际科技合作基地、智能航运与海事安全国际科技合作基地等3个国际科技合作基地。2009年以来,学校先后与美国、英国、意大利、荷兰、日本的著名高校建立了14个高水平国际合作研究平台,包括武汉理工大学—哈佛大学纳米联合实验室、武汉理工大学—密歇根大学新能源材料技术联合实验室、武汉理工大学—南安普顿大学高性能船舶技术联合中心等。2016年,学校与英国威尔士三一圣大卫大学合作建立的首个海外校区正式运行。