В университете учились и работали выдающиеся деятели науки и культуры нашей страны. Здесь защитил дипломную работу биолог И. И. Мечников, учились композитор Н. В. Лысенко, писатель, поэт и драматург М. П. Старицкий, художник Г. И. Семирадский и другие, Ректором университета в первой половине XIX века был украинский писатель П. П. Гулак-Артемовский. В университете работали такие ученые, как основатель физической химии Н. Н. Бекетов, математики М. В. Остроградский, В. А. Стеклов, историк Д. И. Багалей, филолог А. А. Потебня, биохимик А. Я. Данилевский и другие.
Прогрессивные преподаватели университета проводили значительную культурно-просветительную работу, организуя для населения чтение лекций, вечерние чтения для женщин и другие мероприятия.
Университет имел значительную научно-вспомогательную базу — библиотеку, лаборатории, обсерваторию, ботанический сад. Библиотека университета была основана в 1804 году В. Н. Каразиным, который отдал ей в дар собственное собрание книг. Библиотеке было отведено помещение в главном здании университета, где она находилась по 1835 год.
В 1804 году на территории университетского двора был заложен ботанический сад, вскоре перенесенный на окраину города.
Открытие университета сыграло большую роль в развитии украинской литературы и журналистики. В 1804 году при университете была открыта одна из первых типографий города, где печатались газеты, журналы и книги. Первая газета «Еженедельник» начала издаваться в 1812 году. Она была основана по инициативе группы преподавателей университета. В 1816 году вышел журнал «Украинский вестник», в числе редакторов которого был Г. Ф. Квитка-Основьяненко. Совместно с профессором И. И. Срезневским и студентом В. Масловичем он основал журнал «Харьковский демокрит». В 1817 году вышел первый номер журнала «Украинский домовод», посвященный вопросам сельского хозяйства. С 1817 по 1824 год с некоторыми перерывами в университетской типографии печаталась газета «Харьковские известия». Направление ее вызвало беспокойство правительства, и по настоянию министра просвещения Голицына газета была закрыта. Значительно позже, уже в 30-х годах XIX века, увидели свет литературные сборники «Украинский альманах» (1831 год) и «Утренняя звезда» (1833 год). С 1838 года стала регулярно выходить газета «Харьковские губернские ведомости». В первой половине XIX века на Университетской горке появилось несколько новых сооружений, построенных в стиле русского классицизма. В 1820 году рядом с Покровским собором и зданием коллегиума развернулось строительство архиерейского дома (сейчас здесь находится Исторический музей). В 20-х годах началась перестройка существовавших и возведение новых университетских зданий. Напротив главного корпуса университета по проекту профессора архитектуры Харьковского университета Е. Васильева, ученика знаменитого русского зодчего Д. Кваренги, в январе 1823 года началось сооружение нового корпуса, в котором разместилась университетская церковь. В ней находились иконы работы академика В. Л. Боровиковского и художника А. Г. Венецианова. В этом же корпусе были построены актовый зал, а также книгохранилище, читальный зал и другие помещения для университетской библиотеки.
Вместо колокольни Успенского собора, построенной в 1688 году, в мае 1821 года началось возведение новой. Проект ее также был разработан Е. Васильевым и утвержден известным архитектором академиком В. П. Стасовым. Колокольня строилась в честь победы русских войск над французскими захватчиками в 1812 году. Строительство ее продолжалось более 20 лет, до 1844 года, сначала под руководством автора проекта, а после его смерти — архитектора А. Тона. Колокольня Успенского собора — одно из наиболее высоких сооружений этого типа. Ее высота 89,5 метра, глубина фундамента— 10,5 метра. На колокольне был установлен колокол весом 1003 пуда. В 1862 году механик Эдельберг установил на ней большие часы, изготовленные по заказу в Париже. Колокольня построена в стиле русской классической архитектуры.
В 1853 году началась перестройка Присутственных мест, в результате чего здание совершенно изменило свой облик.
На Университетской горке в 1870 году был открыт музей изящных искусств университета, который располагал коллекцией в 10 тысяч экспонатов. В музее было до 280 картин русских и итальянских художников, в том числе М. К. Клодта, И. М. Прянишникова, И. К. Айвазовского, И, И. Шишкина. Здесь устраивались выставки картин художников-передвижников. В ноябре 1876 года в актовом зале университета была открыта 5-я художественная выставка, на которой экспонировались картины А. П. Боголюбова, Г. Г. Мясоедова, А. И. Куинджи, В. Е. Маковского и других.
В начале XX века на Университетской горке появилось еще одно здание научно-просветительного назначения. В 1902 году на месте университетских клиник — хирургической и акушерской — было закончено сооружение нового здания библиотеки университета (автор проекта архитектор В. Величко), в котором до наших дней находится ее филиал.
