Учебната дейност в гимназията е организирана за работата с ученици, проявяващи интереси в областта на науката. Възпитаниците ни се представят отлично на националните и международните олимпиади по природоматематическите дисциплини. Учениците от гимназията участват успешно в конкурсите за Обединените колежи, организирани от фондация „Св. св. Кирил и Методий”.  Всяка година в ученическите национални отбори по математика, физика, химия и биология има състезатели от Националната природо-математическа гимназия. Над 90% от завършилите в гимназията продължават образованието си във висши учебни заведения у нас и в чужбина. По-голямата част от випускниците на гимназията стават студенти в съответните факултети на Софийски университет „Св. Климент Охридски”, в медицинските, инжинерните и икономическите висши учебни заведения.

Учениците на НПМГ „Акад. Любомир Чакалов” се представят отлично на национални и международни олимпиади, състезания и научни конференции не само в областта на природо-математическите дисциплини, но също и в областта на хуманитарните науки, изкуствата и спорта.

Ето някои от постиженията и успехите на нашите ученици: