Основные научные результаты:
- проведено изучение фагоцитоза на этапах неонатального онтогенеза и филогенеза у представителей различных классов позвоночных животных
- установлено, что мозг является иммунокомпетентным органом, а в спинномозговой жидкости имеются иммунокомпетентные клетки. Это позволило изменить мнение об иммунологической привилегированности мозга и спинномозговой жидкости и создать новое направление - нейроиммунофизиологию.
- создано новое направление - иммунореабилитология, которое изучает процессы и механизмы восстановления функциональной активности иммунной системы до физиологической нормы.

Сепиашвили Р.И. ведет преподавательскую работу, возглавляет кафедру аллергологии и иммунологии Российского университета дружбы народов. Под его руководством выполнены и защищены 22 кандидатские и 10 докторских диссертаций.
Является главным редактором журналов “Clinical and Applied Immunology Reviews”, “Allergy, Clinical Immunology International” (Journal of the World Allergy Organization), “Аллергология и иммунология”, “International Journal on Immunorehabilitation”, председателем диссертационного совета при РУДН.
Президент Союза физиологических обществ стран СНГ, президент Всемирной организации по иммунопатологии и Союза иммунологов и аллергологов СНГ.

Именная премия, РАН
Премия имени И.И. Мечникова
Награжден 2017 за серию работ «Иммунореабилитология»
Специалист в области физиологии иммунной системы, автор более 440 научных работ, в том числе 27 монографий и учебных пособий, научного открытия и 2 патентов на изобретение.