｢제4차 원자력 연구개발 5개년 계획｣을 바탕으로 연구를 위한 투자 확대, 연구시설의 개선, 관련 인력양성과 지원, 국제 협력을 약속하는 원자력 연구개발사업을 추진했다. 
"선도형 기술개발을 통한 원자력･방사선 기술강국 위상 강화"를 목표로 하는 ｢제4차 원자력 연구개발 5개년 계획｣을 바탕으로, 2013년도에는 다음과 같이 중점 추진방향을 설정하고 원자력 연구개발사업을 추진하였다. 첫째, 원자력 안전연구 강화 및 기술 선점을 통한 전략기술 투자 확대. 둘째, 국가적 수요에 부합한 연구시설 구축 및 성능개선. 셋째, 방사선 핵심 기술 확보를 위한 연구개발 추진 넷째, 원자력 기술개발과 인력양성의 전략적 연계 지속. 다섯째, ｢한･미 원자력 협력협정｣ 개정 등 국제협력 활동 강화. 여섯째, 사업 추진체계 개편 및 운영 효율성 제고이다.