1949年11月，重庆解放了。袁隆平上的农学系，经合并、调整，成为农业部所属的全国重点高等农业大学。1953年夏，结束了大学学习生活，他服从分配，到湖南省偏僻的安江农校任教，开始了他长达19个春秋的教学生涯。
1954年，他教普通植物学。他下苦功夫，从构成植物体的最小单位——细胞的构造开始，到根、茎、叶、花、果的外部形态，植物的生物学特性，及其遗传特性等等，进行系统的学习研究。为了在显微镜下观察细胞壁、细胞质、细胞核的微观构造，他刻苦磨练徒手切片技术。几百次，上千次，一直到能在显微镜下得到满意的观察结果为止。
1959年，袁隆平进入“而立”之年，也是他走上教学岗位的第七个年头。国庆前夕他以“我的十年”为题，用辩证唯物主义观点，从思想与业务两个方面进行了解放后10年来的回顾总结：“党的10年教育，使我明确了人生真谛。全心全意为人民服务，的确是人生最大的光荣和义务。
在教学当中，袁隆平不满足于仅当一名合格的中专老师，还想在农业科研上搞出点名堂来。10多年来，他始终坚持一边教学，一边科研，教学与科研、生产紧密结合。
50年代，生物教学中主要向学生讲米丘林、李森科的遗传学说，他就按照其理论进行无性杂交、嫁接培养、环境影响等方面的试验，把月光花嫁接在红薯上、西红柿嫁接在马铃薯上、西瓜嫁接在南瓜上，得到一些奇花异果，但并没有得到经济性状优良的无性杂交种。这引起他的沉思，并决心扩大视野，另辟蹊径。
到60年代,他从阅读外文杂志中获悉，欧美的孟德尔、摩尔根创立的染色体、基因遗传学说，对良种繁育有重大指导作用。他就开始大胆地向学生传授染色体、基因学说，讲杂种优势利用在作物育种中的广阔前景，自己也开始向水稻的杂种优势利用方面探索。
1960年受到天然杂交稻株启示后，在育种方法上他由采用系统选育法，转变到水稻雄性不育研究课题上来。从1964年在大田中发现天然雄性不育株，到1966年在《科学通报》上发表《水稻的雄性不孕性》第一篇重要论文，就是他坚持一边教学，一边从事科研的丰硕成果。
“文化大革命”中袁隆平利用被批斗的空隙，仍专心研究水稻雄性不育，在不利条件中争得了从事科研活动的机会。
试验材料“野败”毫无保留地分送给全国18个研究单位，加速了“三系”杂交稻研究的步伐。在他的培养和带领下，我国杂交水稻界精英辈出，研究成果层出不穷，30多年来一直处于世界领先地位。
袁隆平永不满足。从“三系法”到“两系法”，从一般杂交稻的成功到超级杂交稻一期、二期再到三期，袁隆平将水稻产量从平均亩产300公斤左右先后提高到500公斤、700公斤、800公斤。
