20世纪40年代，翁心植发现和诊断了中国国内首例高雪病；20世纪50年代，致力研究吸虫病，创建用于诊断黑热病和血吸虫病的简制抗原方法。20世纪60年代，翁心植在世界上报道了首例白塞病并发心脏瓣膜损害，并提出结核自家免疫是发病的原因之一。20世纪70年代起，翁心植在慢性阻塞性肺疾病和肺心病方面进行了大量研究，率先将肝素用于肺心病治疗，取得良好效果，创建呼吸重症监护室，使中国在这一领域达到国际水平。翁心植发现和诊断了中国国内首例戈谢病；在中国国内首次总结了白塞病的内科临床表现；在世界上首次报道了白塞病并发心脏瓣膜损害，并提出结核自身免疫反应是该病的发生原因之一；他在国际上首次发现雄性激素水平低下是老年男性罹患冠心病的独立危险因素，为防治提出了新的思路；他创建的肝吸虫病抗原简易制备方法，促进了中国寄生虫病的防治工作；他组织进行了中国人体温调查，确定了中国人正常体温范围；他作为主要领导者之一组织了全国肺心病防治协作研究，系统制订具有中国特色的肺心病诊断与治疗方案，率先将肝素用于肺心病治疗；在中国内开展了危重症监护的早期实践。他组织领导中国的控烟工作并与世界接轨，推进了控烟工作的发展。