​Les étudiants titulaires d’un master « recherche » (ou d’un titre équivalent) peuvent préparer un doctorat au sein des écoles doctorales. Les équipes du centre CEA de Fontenay-aux-Roses sont « laboratoires d’accueil » pour une vingtaine d’écoles doctorales qui dépendent de nos universités partenaires (Paris Saclay, Paris Diderot et Pierre et Marie Curie ).

Le Centre fournit à ses doctorants un cadre stimulant pour conduire des projets de recherche fondamentale ou appliquée dans les domaines de la radiobiologie​,  des maladies émergentes, des thérapies innovantes et de la génomique​​, dans un contexte de culture pluridisciplinaire et de partenariat avec d’autres organismes de recherche, des universités de renom et l’industrie. Elle les fait bénéficier des équipements, plateformes et expertises de l'Institut de biologie François Jacob de CEA présents sur le centre​.

Chaque année, des étudiants, français ou étrangers, inscrits dans des écoles doctorales des universités partenaires, débutent une thèse au centre CEA de Fontenay-aux-Roses, financés par différentes sources : le CEA, les écoles doctorales, l’Europe, les financements externes du laboratoire, les industries, les collectivités locales…

Les sujets de thèse proposés sont accessibles sur le site de l’Institut national des sciences et techniques nucléaires (INSTN).​​