Desde 1995/96 que funciona ininterruptamente (inicialmente cada dois anos e, desde 2003/04, anualmente), e sempre com uma muito boa procura de licenciados pelas mais variadas Universidades, o Mestrado em Matemática e Aplicações (inicialmente designado Mestrado em Matemática Aplicada), tendo já sido formados cerca de meia centena de mestres. Funciona também desde há vários anos o ramo de Doutoramento em Matemática, que já produziu 11 doutores, estando actualmente em curso 24 orientações de teses. O Programa de Doutoramento em Matemática foi o primeiro do país a ser registado no âmbito do processo de Bolonha.

No âmbito da formação avançada, o Departamento de Matemática oferece ainda o Mestrado em Modelação Estatística e Análise de Dados e o Mestrado em Matemática para o Ensino. O primeiro, que contou com 26 alunos matriculados na sua primeira edição, é mais vocacionado para profissionais e investigadores de várias áreas (biológicas, saúde, economia e gestão) que precisam de aprofundar conhecimentos de metodologias estatísticas e suas aplicações. O segundo, integrado na oferta de formação contínua de professores e que contou com 16 alunos matriculados na primeira edição, foi concebido a pensar nos professores que estão interessados em desenvolver os seus conhecimentos de matemática, de forma a enriquecer o seu ensino.