Одной из основных задач Центра является направленное развитие связей в области науки и образования с академическими институтами РАН, вузами, региональными научно-производственными организациями, зарубежными научными и образовательными учреждениями по тематике НОЦ.

Партнерами центра являются Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет), ФНПЦ «Воронежский научно-исследовательский институт связи», Конструкторское бюро химавтоматики, Комитет природных ресурсов по Воронежской области, Администрация Воронежской области.

План установления внешних связей основывается на сформировавшейся системе научно-образовательных связей участников НОЦ как с российскими, так и с зарубежными партнерами в области науки и образования и на установлении новых контактов, необходимых для выполнения программы НОЦ.

Развитие связей с академическими и и учебными институтами, научно-производственными организациями происходит путем проведения совместных научных исследований, в том числе по международным программам и грантам, путем выполнения совместных образовательных программ, опубликования научных работ с участием иностранных партнеров, выступления с докладами на конференциях совместно с другими российскими институтами и с иностранным участием, путем проведения стажировок участников НОЦ в ведущих российских и зарубежных центрах, обменов преподавателями и студентами с зарубежными университетами.

Исследования объемных и тонкопленочных нелинейных диэлектрических и магнитных материалов выполняются совместно с ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН, Католическим университетом г.Наймегена (Нидерланды), Университетом Кэмбриджа, Университетом Мартина Лютера (Германия), с которыми в настоящее время выполняются работы по международным грантам, а также с Университетом штата Колорадо, Оклендским университетом и Университетом Западной Вирджинии (США).

Совместная работа в области акустических и радиоволновых процессов проводится с Институтом радиотехники и электроники РАН, Эколь Централь де Лилль (Франция), Акустическим институтом и с ИПФ РАН, Институтом океанографии (Бостон, США), Объединенным институтом физики Земли РАН и Геофизической службой РАН.

В рамках проекта устанавливается сотрудничества с NRL (Naval Research Laboratory США), проводится дальнейшая совместная работа в области ионосферного распространения радиоволн и разработки методов передачи информации на основе стохастических и сверхширокополосных волновых процессов с Научно-исследовательским радиофизическим институтом (Нижний Новгород) и Нижегородским государственным университетом.

Работа НОЦ в области взаимодействия лазерного излучения с газовыми средами основана на тесном сотрудничестве с Университетом шт. Небраска (США), с Университетами П. и М. Кюри (Париж) и Триеста (Италия), взаимодействие с которыми дополняется работой в рамках Договоров о сотрудничестве и совместных грантов ИНТАС-РФФИ и ИНТАС. Разработка новых схем генерации мягкого рентгеновского излучения проводится совместно с Техасским Университетом (Остин, США).

Проведение математических исследований по планам НОЦ основано на расширении работ в области изучения периодических и колебательных процессов методами нелинейного, глобального и многозначного анализа, проводимых ВГУ в соответствии с договором о сотрудничестве с университетом города Флоренции и Институтом проблем управления РАН в рамках действующей совместной лаборатории.

С начала работы НОЦ его коллективом проведено более 10 научно-методических конференций. Благодаря устойчивой структуре внешних связей фундаментальные исследования, проводимые в НОЦ, естественным образом интегрируется в передовые отечественные и зарубежные научные исследования соответствующего профиля.

Активизация исследований в результате поддержки, полученной в рамках программы работы НОЦ, позволила получить ряд дополнительных отечественных и международных грантов и других источников финансирования научной и образовательной деятельности по тематике НОЦ (индивидуальные гранты CRDF, гранты ИНТАС, гранты фонда Л.Д.Ландау, гранты IREX и др.).

В образовательной компоненте проводится работа по созданию совместной Российско-Американской образовательной программы в области физики и математики с участием четырех университетов США (Kansas State University, University of Nebraska Lincoln, Kent State University, University of Toledo), Воронежского госуниверситета и Московского института радиотехники, электроники и автоматики. Заключены договоры о сотрудничестве с тремя университетами КНР и одним университетом Малайзии.

В 2002 г. Воронежский госуниверситет принят в Европейскую Ассоциацию университетов. Расширены связи и обмен студентами и аспирантами по договорам с двумя университетами США. Предполагается установление связей с Массачусетским технологическим институтом, Стенфордским университетом, Университетом штата Айова, Национальным институтом стандартов и технологий (Мэриленд, США).