Le troisième cycle de l'école est intégré à la formation de l'école doctorale transdisciplinaire Lettres, Arts, Sciences humaines et sociales (ED540) ainsi qu'au Laboratoire Sciences, Arts, Création, Recherche (SACRe/PSL). Cette formation a pour objectif d'accompagner des artistes dans l'élaboration et le développement d'un projet de recherche fondé sur une pratique artistique. Elle vise à concourir au développement de l'œuvre des artistes, en leur permettant d'en approfondir un ou plusieurs aspects spécifiques ou de l'enrichir par l'étude d'un ensemble de contenus sur des sujets connexes.
Le programme doctoral SACRe à l'Ecole nationale supérieure des beaux-arts est ouvert à tous les candidats titulaires obligatoirement d'un diplôme de master 2 ou de grade équivalent, praticiens (artistes, designers, cinéastes, compositeurs, metteurs en scène), sans condition d'âge. Chaque candidat peut se présenter au maximum trois fois. Le candidat postule sur un sujet de son choix dans la discipline « arts visuels ».
Les conditions et les modalités d'admission sont précisées dans le règlement des études et des examens. La procédure d'admissibilité relève de l'Ecole nationale supérieure des beaux-arts.
La commission d'admission de l'Université PSL statue sur la base de la sélection opérée par chaque établissement du laboratoire SACRe lors de la phase d'admissibilité. Le directoire de l'Université PSL prononce les résultats définitifs, qui sont annoncés sur le site du laboratoire SACRe ainsi que sur ceux des établissements de SACRe.
Après son admission définitive, le candidat procède à une double inscription à l'Ecole nationale supérieure des beaux-arts d'une part, et à l'ED 540 de l'ENS-PSL d'autre part. Il acquière alors le statut de doctorant.

Le candidat s'engage à suivre le plan de formation de l'Ecole doctorale 540 « Lettres, arts, sciences humaines et sociales » de l'Université PSL, dans laquelle il est inscrit. Cette formation inclut la participation au programme spécifique proposé par l'Ecole nationale supérieure des beaux-arts.
La direction de la thèse est assurée conjointement par un directeur scientifique habilité à diriger des recherches (HDR) et par au moins un co-encadrant artiste.
La thèse se compose conjointement d'œuvres, dans les formats et supports propres à chaque discipline, et d'un mémoire pouvant être de nature hybride, empruntant l'expression écrite ainsi que d'autres types d'expression selon la discipline. Ce mémoire développe une réflexion argumentée et problématisée sur le travail accompli durant les trois années de thèse.
A l'issue des trois années et après la soutenance de thèse, le candidat obtient le diplôme national de doctorat (PhD), spécialité « arts visuels » délivré par l'Université PSL et préparé à l'Ecole nationale supérieure des beaux-arts.

En postulant, le candidat demande à bénéficier d'un contrat doctoral, d'une durée de trois ans ou doit mentionner s'il bénéficie déjà d'un financement de thèse confirmé.
Les doctorants peuvent le cas échéant bénéficier de soutiens spécifiques dans le cadre d'activités liées à leur recherche doctorale : soutien à la production artistique (production d'œuvres, manifestations du type expositions, concerts, etc.) et à l'activité scientifique (colloques, publications, etc.).