从1964年开始,袁隆平研究杂交水稻,1973年实现三系配套,1974年育成第一个杂交水稻强优组合南优2号,1975年研制成功杂交水稻种植技术,从而为大面积推广杂交水稻奠定了基础.袁隆平的杂交稻研究,在中国国内是具有开创性的,不过并非世界首创,日本新城长友在1965年得到粳稻的三系配套,但未能用于生产.
1980－1981年,袁隆平赴美任国际水稻研究所技术指导.1982年任全国杂交水稻专家顾问组副组长.1985年提出杂交水稻育种的战略设想,为杂交水稻的进一步发展指明了方向.1987年任863计划两系杂交水稻专题的责任专家.1991年受聘联合国粮农组织国际首席顾问.1995年被选为中国工程院院士.1995年研制成功两系杂交水稻,1997年提出超级杂交稻育种技术路线,2000年实现了农业部制定的中国超级稻育种的第一期目标,2004年提前一年实现了超级稻第二期目标.