В 1829 году Ильмены посещает известный минералог Густав Розе, работавший в составе экспедиции Академии Наук А. Гумбольдта. В образцах собранной им коллекции был открыт новый минерал – канкринит (Roze G., 1839).

Поиски и разработка корунда и самоцветов обусловили развитие горных работ в Ильменских горах, вскрывались новые пегматитовые жилы, каменный материал продолжал поступать исследователям. Открываются новые минералы: чевкинит-(Ce) (Roze G., 1840), самарскит-(Y) (Roze H., 1847), хиолит (Hermann, Auerbach, 1846) .

Вторая половина XIX века начинается открытием нового минерала – ильменорутила, найденного и изученного русским ученым, минералогом и кристаллографом Н. И. Кокшаровым (1856), П. В. Еремеевым описан первый в России гельвин (Еремеев, 1868).

В целом, в XIX веке различными исследователями внесен значительный вклад в изучение минералогии Ильменских гор, бало открыто и описано 46 минералов, в т. ч. 8 – новых.

В начале XX века Ильмены посещают и изучают известные Российские геологи и минералоги: А. П. Карпинский (описал пироксены), А. Е. Ферсман (мезолит, натролит), А. С. Белянкин (амфиболы, пироксены, тальк, шпинель и др.), В. И. Вернадский (иксиолит), В. И. Крыжановский (повеллит, торит и др.). Зарубежными минералогами были описаны: эшинит-(Y) (Hauser et al., 1910); геарксутит, криолитионит, томсенолит (Boggild, 1913).

1911-1916 гг. – работает Радиевая экспедиция Академии Наук под руководством В. И. Вернадского.

С 1920-1950 гг. на территории Ильменского заповедника работали отечественные ученые: Е. В. Араловец, М. С. Афанасьев, Г. П. Барсанов, Д. С. Белянкин, Б. А. Березин, А. Н. Заварицкий, А. А. Иванов, П. В. Калинин, А. А. Козакова, В. И. Крыжановский, С. Д. Попов, К. И. Постоев, Р. Б. Рубель, М. П. Русаков, А. А. Сауков, Н. Н. Смирнов (описал 18 минералов), А. И. Симонов, А. Г. Титов, Г. П. Черник и др.

В 1949 г. издана монография «Минералы Ильменского заповедника» под редакцией акад. А. Н. Заварицкого, в которой приводится описание 122 минералов.

Среди исследователей второй половины XX столетия, узучавших ильменские минералы, необходимо отметить таких исследователей, как А. Н. Лабунцов (анатаз, гранат), Л. Э. Ротман (сводная работа по пироксенам и амфиболам), П. Я. Ярош (бастнезит), И. Е. Мальцев (первый на Урале триплит), В. И. Степанов (три фторалюмината из копи 69), Б. А. Макарочкин (8 минералов, в т. ч. один новый – фергусонит-(Ce)-β), В. Я. Левин (монография по геологии Ильмен, в которой описаны 5 новых для ИГЗ минералов).

Начиная с 1975 г. минералогическими исследованиями занимались сотрудники заповедника и Института минералогии УрО РАН: В. О. Поляков (описал 40 минералов, в т. ч. новый – макарочкинит), Б. В. Чесноков (22 минерала, в т. ч. новые – свяжинит, ушковит), В. А. Попов (14 минералов, в т. ч. новый – поляковит-(Ce)), А. Г. Баженов (14 минералов, в т. ч. новые – фторорихтерит, калийферроферрисаданагаит, фторомагнезиоарфведсонит), Е. В. Белогуб (работы по политипии слюд), А. С. Варлаков (работы по минералогии гипербазитов Ильмен).

В 1994 году опубликован наиболее полный кадастр минералов Ильменских гор, включающий 264 минеральных вида (Кобяшев, Поляков, 1994). В 1998–99 гг. минералогической группой заповедника проведена ревизия всех данных по амфиболам ильменогорского комплекса, установлено 36 минералов этой группы, в т. ч. 18 новых для Ильмен (Никандров и др., 2000).

В 2000 г. опубликован кадастр минералов Ильменских гор, насчитавающий 268 минеральных видов и 94 разновидности (Кобяшев, Никандров, Вализер, 2000).

На 2017 г. открыто 306 минеральных видов (Никандров, Рассомахин, Нишанбаев, 2017).