A lo largo de su historia, el DIE ha contribuido a la formación de recursos humanos especializados en la investigación educativa y en el desarrollo de propuestas y materiales didácticos. En 1975 se inició la Maestría en Ciencias con Especialidad en Educación, desde 1985 llamada Maestría en Ciencias en la Especialidad de Investigaciones Educativas. En 1993 nació el Doctorado en Ciencias en la Especialidad de Investigaciones Educativas.

El DIE se orienta con la máxima del fundador del Cinvestav, doctor Arturo Rosenblueth, de que "sólo son buenas aquellas instituciones que preparan discípulos superiores a sus maestros y que lo hacen de forma consciente y generosa". Las labores de docencia y dirección de tesis están plenamente imbricadas con la investigación científica. Ejercer la custodia de un patrimonio intelectual y fomentar la libre innovación en la ciencia han sido una tarea constante.

Los planes y programas de estudio encuentran sustento en la experiencia inmediata del mundo de la investigación, el contacto directo de los estudiantes con sus directores de tesis  y la realización de productos académicos de diverso tipo. El currículo de la maestría contiene un tronco común, áreas de especialización y seminarios de tesis, que deberán culminar en dos años con la presentación de una tesis que demuestre que el estudiante ha adquirido las herramientas básicas de la investigación especializada.

El doctorado favorece la formación avanzada en investigación educativa con el desarrollo de un programa de trabajo acorde con las necesidades de cada doctorando y con su proyecto de investigación. Esto implica la realización de estancias académicas en México u otros países, publicación de al menos un artículo en revistas científicas arbitradas, presentación de trabajos en congresos especializados, atención a cursos y seminarios, presentaciones públicas de avances y el diálogo con colegas del campo de la investigación educativa y de otras especialidades, tanto de  comunidades nacionales como internacionales. Al cabo de cuatro años, el estudiante deberá presentar una tesis que constituya una contribución original en su campo de especialidad.

Tanto en la maestría como en el doctorado se busca la conformación de una comunidad estudiantil con mecanismos de comunicación y apoyo mutuo.