1990年9月至1993年9月，担任哈尔滨建筑工程学院给水排水工程教研室副教授。

1993年9月至2000年2月，担任哈尔滨建筑大学给水排水工程教研室教授、博士生导师。

1995年9月至2000年2月，担任哈尔滨工业大学给水排水教研室副主任。

1996年10月至1997年4月，担任日本群马大学访问学者。

2000年2月，担任北京工业大学环境工程研究所所长、教授、博士生导师。

2015年，当选为中国工程院土木、水利与建筑工程学部院士。

彭永臻团队在国际上率先开展城市污水短程硝化应用研究，突破低温短程硝化的技术瓶颈，他们首次提出并实现了短程反硝化，在中国国内外率先并重点开展了短程反硝化与厌氧氨氧化联合处理城市污水的理论和技术研究。2012年起，在短程反硝化菌种富集、过程调控和工艺研发等方面，彭永臻取得了多项创新成果，突破了厌氧氨氧化技术产业化瓶颈问题；同时，研究和开发的分段进水工艺，为北京市稻香湖水质净化厂和北京碧水污水处理厂的设计、建设和运行提供了关键技术；彭永臻协助北京城市排水集团，实现了厌氧氨氧化菌的工业化培育与应用，率先突破厌氧氨氧化菌工业化、规模化应用的难题，并建立了厌氧氨氧化工程建设的中国第一项自主知识产权技术体系，解决了北京市污泥消化液处理难题，提高污水处理厂处理效率。

据2022年7月北京工业大学环境与生命学部网站显示，彭永臻以第一或通讯作者发表SCI论文300余篇，其中IF >9.0的200余篇；出版专著9本，3本是独立作者或第一作者。

据2022年7月中国水网网站显示，彭永臻已主持了7项国家自然科学基金和2项教育部优秀年轻教师基金等近30项国家与省部级科研项目，正主持国家自然科学基金重点项目、国家“863”项目和国家“十五”科技攻关项目等8项科研项目。

据2022年7月北京工业大学环境与生命学部网站显示，彭永臻获国家科技进步二等奖3项、国家技术发明二等奖1项、省部级一等奖8项；以第一发明人获授权发明专利220余项并转让100余项。

彭永臻主讲的《水质工程学》和《环境保护概论》课程被评为国家级精品课程。

彭永臻主编的《给水排水工程计算机程序设计》和《给水排水工程仪表与控制》等教材是中国国内本专业的首创。

2007年，彭永臻领导的教学团队被评为首批“国家级教学团队”。

据2022年7月北京工业大学环境与生命学部网站显示，彭永臻培养工学博士89人，有2人获“全国百篇优秀博士学位论文”，4人获“全国优秀博士学位论文提名奖”。

彭永臻在青年教师中推行“配导师、压担子、创条件、树楷模、解难事”等五项措施，全方位助力青年教师成长成才，发挥学生的主观能动性，每一步都和学生共同把握，共同探讨，控制住全过程，就会有好的结果，这是彭永臻的育人理念。

在培养研究生方面，彭永臻摸索出一套“过程控制”的方法——从论文的选题到研究方案制定，从开题报告撰写到实验进展把握，从实验方案修改到研究工作小结，从创新点提炼到论文的最终形成，整个培养过程他都亲自把关、循循善诱，与学生互动，把自己的创新思路毫无保留地分享给大家。

只要不出差，每周彭永臻都要跟学生打两次篮球，打篮球是他从中学开始就有的爱好。

彭永臻为提高中国城市污水处理工程设计建设和运行控制水平，为城市污水处理厂的达标排放，解决城市污水处理厂两类技术难题——达一级A排放标准和节能降耗等做出了重要贡献。（中国工程院评）

从兵团伐木的磨砺，到一边工作一边读书的提升，彭永臻把自己的生活安排得忙忙碌碌又井井有条；从吃苦耐劳、不畏艰难的兵团副排长，到潜心做实验、搞科研的研究生，再到教书育人、言传身教的老师，彭永臻在每个角色中都恪尽职守，演绎出属于自己的精彩人生。（哈尔滨工业大学校友会评）

2022年6月，为继续支持北京工业大学的人才培养事业，彭永臻将由2021年度“何梁何利基金科学与技术进步奖”获得的个人奖金20万元港币，全部捐献给了北京工业大学教育基金会，以推进北京工业大学和环境保护领域创新型科技人才的培养与发展。