王贻芳院士主要从事高能物理研究，带领大亚湾实验团队发现第三种中微子振荡模式，被美国《科学》杂志评为2012年度十大科学突破之一；他领导团队提出并建造了一种测量中微子质量顺序的新实验装置——江门中微子实验(JUNO)，并为此研发出新型20英寸光电倍增管；他还领导了北京谱仪(BESIII)的设计和研制，2012年带领团队提出环形正负电子对撞机的设想，并领导方案设计和关键技术预研。
