Un troisième cycle de recherche regroupe des programmes de pratique artistique et de recherche au sein desquels les étudiants doivent concevoir, développer et réaliser des projets artistiques tout en menant un travail de recherche théorique. Ces programmes peuvent être liés à des domaines relevant des sciences humaines, des sciences sociales, de l'architecture et de l'urbanisme. Ils peuvent être également ouverts à d'autres disciplines artistiques que celles relevant des arts plastiques.
Chaque programme est ouvert à des partenariats avec des établissements d'enseignement supérieur et de recherche, ou à des institutions professionnelles, publiques ou privées, en France ou à l'étranger.
Chaque programme est défini par ses objectifs, son contenu, ses partenariats, son calendrier, ses modalités d'évaluation de la production artistique et de la recherche effectuées par l'étudiant, ainsi que par ses modalités de diffusion. Il est soumis à l'avis du conseil pédagogique et à celui du conseil d'administration.
Chaque programme est sanctionné par un diplôme, délivré par le directeur au nom de l'Etat.

Le cycle de recherche est accessible aux étudiants de l'école titulaires du DNSAP ainsi qu'à tout autre candidat titulaire d'un diplôme d'études supérieures de niveau master, français ou étranger. Les candidatures s'effectuent sur un programme de recherche.
L'admission à un programme de recherche comprend une présélection sur dossier suivie d'un entretien pour les candidats présélectionnés avec un jury dont la composition est fixée chaque année par le directeur de l'école. Les conditions et les modalités d'admission sont précisées dans le règlement des études et des examens.

Les étudiants titulaires du DNSAP peuvent s'inscrire dans une année post-diplôme dans les limites des capacités d'accueil fixées par le directeur et sur avis d'une commission composée d'enseignants de l'école. Cette année d'études comprend un accompagnement de ces étudiants dans un projet professionnel ou un projet de recherche. Elle doit impérativement suivre l'année d'obtention du DNSAP. Les modalités d'inscription sont précisées dans le règlement des études et des examens.
Un certificat est délivré par le directeur à ces étudiants au terme de cette année post-diplôme.
A la fin de cette année, les étudiants peuvent être candidats à l'admission dans un programme de recherche, soit en première année, soit en deuxième année. Les conditions d'admission particulières en deuxième année sont précisées dans le règlement des études et des examens.

Les étudiants admis à un programme de recherche ont un statut d'élève chercheur. Les élèves chercheurs pourront percevoir une allocation de recherche suivant des modalités financières précisées par délibération du conseil d'administration.