杨石先主要研究农药和元素有机化学，并长期从事化学教育，创建了南开大学元素有机化学研究所，系统研究有机磷杀虫剂、杀菌剂、除草剂及植物生长调节剂等高效农药，系统地研究了磷有机化合物的结构与生物活性的关系，80年代初在南开大学创建分子生物研究所，开始探索化学与生物学的交叉点。
1938年2月，杨石先随着南开大学共同迁到昆明，并被推选为国立西南联合大学理学院化学系主任，并兼任昆明师范学院理化系主任。
1941年—1946年，杨石先兼任北平中央研究院通讯研究员。
1943年，杨石先被推选为国立西南联合大学教务长。
1945年，抗日战争胜利后，杨石先第三次赴美国，在印第安那州立大学任访问教授兼研究员，从事药物化学研究工作。写出了“中国抗疟植物鉴定”的论文。
1947年，杨石先被推选为美国“化学荣誉学会”会员。
1948年2月，杨石先回到南开大学任教，并担任代理校长。
1949年9月，杨石先作为教育界的代表参加第一届全国政治协商会议，见到毛泽东主席、周恩来总理。中华人民共和国成立后，杨石先继续在南开大学任教。
1952年—1957年，杨石先担任南开大学副校长。
1953年，杨石先加入中国民主促进会。
1955年，杨石先当选为中国科学院学部委员、化学组组长。同年被聘为中国科学院长春应用化学研究所学术委员会委员，积极参加中国科学院化学研究所的筹备工作。
1956年和1962年，杨石先先后两次参加十二年科学技术发展规划会议（任综合组组长）和十年科学技术规划会议（任化学组组长），还参加全国农业规划会议（任农药农械组副组长）。
1957年，杨石先担任南开大学校长（任期至1980年）。同年被任命为国务院科学规划委员会化学组组长。
1958年，杨石先和南开大学化学系的师生办起“敌百虫”、“马拉硫磷”两个农药车间。毛泽东主席亲临视察，对他们的工作给予了很高的评价。
1959年，杨石先率领中国化学会代表团赴苏，参加在莫斯科举行的门捷列夫第十一次学术会议，并在开幕式上代表中国化学会致了贺词。同年，他出席全国第一届科学技术协会会议，被选为中国科学技术协会委员。为纪念国庆十周年，他发表了学术论文“建国十年来中国元素有机化学的进展”。
1960年3月21日，杨石先加入了中国共产党 。
1962年，杨石先根据全国第二次科技发展规划会和全国农业规划会的精神，于当年10月在中国高等学校中成功地建立起第一个化学专业研究机构——南开大学元素有机化学研究所，并亲自担任第一任所长 。
1977年，杨石先参加了邓小平同志召集的30位全国著名的科学家、教育家的座谈会。在会上，他提出了四点建议：①恢复国家科委，以统一规划、指导、协调全国科技工作；②在中国驻美联络处设一位科学教育秘书，以适应即将开始的两国科技、教育交流；③选拔优秀科技人才，保证科技队伍后继有人；④采取措施，使中年教师从繁琐的事务中解放出来，充分发挥他们的骨干作用。他的建议受到赞扬与肯定，并被有关部门采纳。
1980年，杨石先担任南开大学名誉校长。
