王大珩在英国学习和工作了10年，大部分时间是从事光学玻璃研究工作。当时正值第二次世界大战期间，由于国防光学仪器在战争中的重要地位，使光学玻璃制造技术成为秘密。因此，他在英国的许多研究成果未能得到公开发表。他是英国最早研究稀土光学玻璃的。他用光谱方法研究了光学玻璃的吸收与脱色，研究了光学玻璃中As2O3、Sb2O3与氧化铁作用而达到化学脱色的现象。他研究了光学玻璃不同退火条件对折射率、内应力、光学均匀性的影响;改进了退火样品折射率微差干涉测量方法;发展了V棱镜精密折射率测定技术，获英国科学仪器协会第一届青年仪器发展奖(Bowen 奖)，并在英国制成商品仪器。后来，他在国内把V棱镜折光仪进一步改进并推广生产，至今仍是许多光学玻璃实验室和工厂的基本测试仪器。他在英国工作期间，还发表了“关于玻璃，特别是低吸收率玻璃的可见光分光光度测量”、“氧化铁石英玻璃的分光光度测量”、“氧化硼对玻璃折射率和色散的影响”等论文。 王大珩在长春光机所除了组织领导全所建设与发展工作之外，还亲身开展了一些具有特色的创新研究工作。1958年由他亲自设计、研制成功的中子衍射晶体谱仪，是中子衍射仪的主要组成部分，是开展原子能研究的重要工具。他在仪器的结构上通过创造性的设计，使仪器探测臂与晶体台按2：1结构联动，确定了合理的机械结构，使仪器在承担几百公斤的负荷下，仍保持了高度的转角精度。仪器在提交原子能所使用后，几十年来其性能始终保持稳定，为发展原子能工业提供了长期可靠的测试手段。

　　1976年，中央决定修建毛主席纪念堂。王大珩在参加水晶棺制备工作中，运用丰富的光学技术知识，综合考虑了棺板间角度、软胶厚度以及力学等因素，对水晶棺进行了临界设计，并对瞻仰大厅的灯光设置及环境条件要求做了统筹安排，从而取得最佳瞻仰效果。

　　70年代，国际上遥感技术正在兴起，王大珩以敏锐的科学洞察力，看到这是很有发展前景的新领域。在他的带头和指导下，主持编写了全国遥感技术发展规划，并组织指导系统地开展了遥感技术试验研究工作。由他主持在长春进行了一次综合性的航空遥感试验，取得了丰富的成果。1980年，他主编出版了《长春遥感试验论文集》和《长春遥感试验典型图像分析》，为中国遥感技术的发展奠定了基础。