2003年，学校第二次党代会明确提出“建设在国内外有一定影响的高水平教学研究型大学”的奋斗目标，学校开始步入建设高水平教学研究型大学的历史征程。按照“强化优势特色学科，支持传统骨干学科，培育新兴交叉学科”的总体思路和“突出重点、分步建设”的方针，不断优化学科结构，加快学科融合与发展，形成以基础学科为依托、优势学科为重点、新兴学科为增长点的多学科协调发展的学科布局。9月，学校获得博士学位授予权和安全技术及工程、采矿工程2个博士点，成为全省第四所具有博士学位授予权的普通高校，实现了办学层次的重大突破。同年，学校被国家安全生产监督管理总局授予国家一级安全生产培训机构资质，安全技术及工程省级重点学科开放实验室获准建设，张英才主持的《大型工业建筑物拆除爆破技术》成果获河南省科技进步一等奖。
　　2004年，教育部批准学校更名为河南理工大学，揭开学校发展新的纪元。同年，中共河南省委、省人民政府将学校列为河南省重点支持建设的骨干高校，学校作为河南省第一所接受教育部本科教学工作水平评估的高校并获得优秀评价，标志学校的办学水平和人才培养质量迈上新的台阶。同年，大地测量学与测量工程、工程力学、机械制造及其自动化三个学科建成河南省重点学科。
　　2005年，学校召开发展战略研讨会，形成“坚持科学发展观，全面提升内涵，加快学校发展”的战略思想。之后，扎实推进学校内部管理体制、运行机制和政策制度体系建设，构建起新的大学构架和校、院（系）两级管理体制，实现管理重心下移、院（系）权责统一；建立和完善年度目标考核体系、本科教学体系、科技工作体系、研究生教育体系、学生工作体系和人事分配制度体系，办学活力得到进一步激发。11月，学校科技大会明确提出“强化本科教学中心地位、坚定不移地向科研与教学并重转移”的办学指导思想，科研工作的地位得到进一步加强。同年，煤矿瓦斯与火灾防治河南省重点实验室获准建设。赵波主持的《泥浆泵工程陶瓷缸套中试与产业化》成果获河南省科技进步一等奖。
　　2006年，学校煤矿灾害预防与抢险救灾工程研究中心成为河南高校获建的第一个教育部工程研究中心，电工电子实验中心成为河南高校首批两个国家级实验教学示范中心之一，生物遗迹与成矿过程河南省重点实验室获准建设，矿业工程一级学科获得博士学位授予权、实现一级学科博士点零的突破。同年，学校科研经费总额突破亿元大关，位居河南高校前列。刘明举承担的《煤矿冲击矿压电磁辐射监测预警技术与装备及其应用》成果获国家科技进步二等奖。与此同时，学校党的建设、思想政治工作和精神文明建设也取得丰硕成果，被中共河南省委授予“河南省思想政治工作先进单位”称号。
　　2007年，学校瓦斯预测与治理研究创新团队入选并成为河南高校第一个教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队；煤田地质与瓦斯地质国家级教学团队获准立项建设，成为河南高校首个国家级教学团队。采矿工程、安全工程2个专业入选第一批国家级特色专业。《采煤概论》课程被评为国家精品课程。矿业工程、机械工程、地质资源与地质工程、电气工程、测绘科学与技术、力学等6个学科获得教授评审权。矿山空间信息技术国家测绘局重点实验室、煤矿灾害防治省部共建教育部重点实验室、矿业工程一级学科博士后科研流动站、工程训练国家级实验教学示范中心、控制工程河南省重点学科开放实验室先后获准建设。刘先林、邹友峰主持的《近地超轻型小数码航空摄影测量关键技术研究》和余明高承担的《自然矸石山爆炸机理及治理综合技术》成果获河南省科技进步一等奖。学校在河南省高校德育工作评估中获优秀评价，中共河南省委、省人民政府命名学校为河南省文明单位，王少安当选为中国共产党第十七全国代表大会代表，张子戌获第三届全国高等学校教学名师。