Pour celles et ceux qui sont motivés par la recherche, il est possible de poursuivre les études au-delà du Master en effectuant une thèse de doctorat ès sciences économiques et sociales, mention économétrie ou mention statistique.

Au niveau du doctorat, l'enseignement fait place à la recherche personnelle, sous la direction de l'un des professeurs du département. Toutefois, les doctorants ont la possibilité et sont encouragés à suivre des cours et des conférences qui sont spécialement conçus à leur intention tels que l'école doctorale en économie financée par la CUSO, le programme doctoral du Centre de recherche de la Banque Nationale Suisse ouvert chaque année aux doctorants de Suisse, l'école doctorale en économie de la santé, ou les rencontres scientifiques du troisième cycle romand en statistique et probabilités appliquées.

La préparation d'une thèse de doctorat exige plusieurs années d'effort intellectuel soutenu, le goût de la recherche, une certaine originalité de pensée et, naturellement, de solides connaissances de base. Une fois que son sujet a été approuvé, le doctorant peut entamer les recherches qui le mèneront à la rédaction de sa thèse. Les études de doctorat se terminent par une soutenance publique de la thèse.

Ajoutons enfin que les doctorants ont souvent la possibilité d’obtenir un poste d’assistanat, ce qui leur permet d'acquérir une bonne expérience de l'enseignement universitaire.

Voir ici la liste des thèses soutenues au Département d'économétrie.