Desde a virada do século, os Projetos Millenium intensificaram a realização de pesquisas temáticas interinstitucionais, incentivadas por órgãos de fomento como o CNPq.
Diversos projetos foram liderados pelo Departamento de Física da UFMG e possibilitaram maior integração entre os estudos em Física Teórica e Experimental.
A integração de diferentes áreas do conhecimento se ampliou tanto nas Redes de Pesquisa, quanto nos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs).
No século XXI, consolidaram-se as linhas de pesquisa em Nanociência Teórica e Experimental, bem como laboratórios de Física Biológica, Microscopia de Força Atômica, Astrofísica e Óptica.