10月14日，清華大學計算機系張悠慧團隊、精儀系施路平團隊與合作者首次提出「類腦計算完備性」以及軟硬體去耦合的類腦計算系統層次結構，這一成果發表在《自然》雜誌上，完成了清華大學一年多以來在《自然》正刊的類腦計算領域「三連發」。
11月24日，第七屆世界網際網路大會發布了2020年世界網際網路15項領先科技成果與4項專家推薦委員會中外主任特別推薦成果，「一種類腦計算層次結構」入選專家推薦委員會中外主任特別推薦成果。
1月10日，2019年度國家科學技術獎勵大會在北京隆重舉行。我校共計20項優秀科技成果獲得2019年度國家科學技術獎勵。其中，國家自然科學獎5項，國家技術發明獎4項，國家科學技術進步獎11項。作為獲獎成果第一完成單位共榮獲國家科技獎11項，獲獎數量居全國高校首位。
天文系及工物系教授馮驊課題組與合作者共同完成了最新成果：在衛星上經過一年的觀測，X射線偏振探測器探測到來自蟹狀星雲及脈衝星的軟X射線偏振信號，並首次發現了脈衝星自轉突變和恢復過程中X射線偏振信號的變化，說明在此過程中脈衝星磁場發生了變化。這一探測結果也標誌著，由於技術困難停滯了40多年的天文軟X射線偏振探測窗口重新開啟。相關成果5月11日在《自然•天文》雜誌封面刊登。
清華大學車輛與運載學院李駿院士團隊成功研製第一代清華猛獅陸空兩棲自主駕駛飛車。該車輛全稱為旋翼式陸空兩棲智能飛行車輛，是全球首款集成智能駕駛功能的純電動旋翼式無人駕駛飛行車輛。
8月6日，由清華大學航天航空學院王兆魁團隊研製的重力與大氣科學衛星在酒泉衛星發射中心成功發射。重力與大氣科學衛星的主要目標是進行低軌大氣密度和長波重力場聯合探測，該衛星採用球形結構和雙頻GNSS接收機作為任務載荷，可實現釐米級精密定軌、高精度大氣密度探測和重力場有效階數恢復，是我國首個專用於重力與大氣科學測量的衛星，具有重要的科學意義和技術價值。
11月20日，《清華大學藏戰國竹簡（拾）》成果發布會首次在清華大學出土文獻研究與保護中心新址召開。《清華大學藏戰國竹簡（拾）》共收錄竹簡五種八篇，皆為前所未見的佚文。其中最重要的當屬《四告》，這是清華簡整理團隊自《尹誥》《說命》《攝命》等篇之後，又一次整理髮布的書類文獻。
12月，教育部正式公布了第八屆高等學校科學研究優秀成果獎（人文社會科學）獲獎名單。清華大學59項成果獲獎，其中一等獎10項、二等獎35項、三等獎8項、青年成果獎5項、普及讀物獎1項。