Гидродинамика как наука развивается в ЦАГИ с момента основания института. В 1930-х гг. вступил в строй гидроканал, в котором проводилась отработка морских самолетов, в том числе таких этапных для отечественных ВВС, как МБР-2 и Бе-6.
В послевоенные годы в связи с бурным прогрессом реактивной авиации, сопровождавшимся революционным ростом скоростей и дальности полета, гидроавиастроение постепенно утеряло свою актуальность, и к началу 70-х гг. строительство летающих лодок в СССР было практически прекращено.

Интерес к самолетам-амфибиям возрос вновь в начале 1980-х гг., когда в ОКБ им Г.М.Бериева был создан проект тяжелой реактивной летающей лодки А-40, не уступающей по летным характеристикам сухопутным самолетам. Проектировка этой машины поставила перед гидродинамиками института ряд новых научных проблем. В частности, была разработана теория глиссирования днища переменной килеватости и создан алгоритм расчета движения самолета по воде при нерегулярном волнении. В результате комплекса теоретических и экспериментальных работ удалось сформировать облик гидросамолета, использующего на взлетно-посадочных режимах не применявшиеся ранее физические явления, а также ликвидировать недостатки, присущие конструкциям предшествующего периода.

Результаты исследований ЦАГИ нашли свое воплощение и во многоцелевой амфибии Бе-200, к которой проявляют интерес многие страны мира.

Традиционной задачей гидродинамиков ЦАГИ является выработка рекомендаций по безопасной вынужденной посадке пассажирских самолетов на воду. Большая работа выполнена учеными и специалистами института в области исследования гидро- и аэродинамики экранопланов различного назначения, а также аппаратов на воздушной подушке и на подводных крыльях. Важным разделом исследований ЦАГИ является движение под водой скоростных объектов в режиме развитой кавитации. Комплекс теоретических и экспериментальных работ позволил создать законченную теорию многообразных кавитационных течений.

Гидродинамическое отделение ЦАГИ специализируется на изучении скоростного движения тел по поверхности воды, под поверхностью воды, а также вблизи границы раздела сред.
Тематически основные задачи исследований концентрируются в следующих направлениях:

• Отработка гидродинамических компоновок, оптимизация обводов, совершенствование местной гидродинамики для летательных аппаратов водного базирования
• Отработка компоновок и обводов скоростных судов с динамическими принципами поддержания
• Гидродинамика и динамика скоростных подводных объектов
• Исследования аварийной посадки объектов авиационно-космической техники на воду
• Отработка компоновок и элементов конструкции шасси на воздушной подушке для самолетов внеаэродромного базирования и наземных транспортных средств высокой проходимости
• Натурные гидродинамические и мореходные испытания легких амфибийных летательных аппаратов и наземных амфибийных транспортных средств на гидроаэродроме «Дубна»

В состав экспериментальной базы для гидродинамических исследований входят гидроканал, скоростной гидростенд, ударный гидробассейн и гидродром на Московском море.