方言研究室组建于1954年。面向全国调查研究汉语方言,并组织实施全国性的方言学科研项目,同时负责语言研究所《方言》季刊编辑出版。丁声树、李荣、熊正辉、贺巍、张振兴、白宛如、张盛裕、黄雪贞、郑张尚芳先后担任研究室负责人和研究骨干。重要研究成果有:《方言调查字表》(1955)、《切韵音系》(1956)、《昌黎方言志》(1960)、《汉语音韵讲义》(1984)、《中国语言地图集》(第1版,1987,1989)、《现代汉语方言大词典》(分卷本,1992-1998)、《现代汉语方言大词典》(综合本,2002)、《中国语言地图集》(第2版,2012)等。