2007年，入选大连市第四批优秀专家。

2009年8月5日，获得国家自然科学基金委员会国家杰出青年科学基金资助；同年，入选辽宁省第五批“百千万人才工程”百人层次。

2011年，担任教育部长江学者创新团队“结构优化的理论、方法与应用”负责人。

2013年11月，任大连理工大学工程力学系系主任、工业装备结构分析国家重点实验室副主任。

2015年5月，入选大连市第二批领军人才培养工程。

2016年8月，入选第二批国家“万人计划”领军人才“科技创新领军人才”。

2021年8月1日，入选2021年中国科学院院士增选初步候选人名单；同年，入选“兴辽英才计划”杰出人才。

2023年11月，当选为中国科学院院士。

郭旭主要从事多学科耦合系统结构优化、纳米力学以及仿生结构优化等方面的研究。在有关结构拓扑优化奇异最优解的研究中，提出了求解奇异最优解的epsilon放松列式及其系列算法，证明了算法的收敛性。这一工作被结构优化领域学者在论文以及专著中多次实质性引用并给予了较高评价，被认为是解决奇异最优解这一拓扑优化领域长期存在的困难问题的“著名结果”“流行的数值方法”“先导性工作”以及“经典论题”，产生了重要的学术影响，实质性推动了关于这一问题的研究进展；提出了一种基于高阶柯西玻恩准则的碳纳米管本构模型。这一工作被同行学者多次较大篇幅的实质性引用并给与较好的评价，并被推广于细胞微管的大变形分析；在考虑不确定性的结构优化研究中提出了结构可置信性鲁棒优化的多种列式和相应的求解算法。相关结果被国际同行较大篇幅实质性引用并作为基础定理构造结构极值响应分析的高效算法。

截至2015年4月，郭旭在《JMPS》《PRB》《IJNME》《CMAME》《IJSS》《Nanotechnology》等期刊上发表SCI论文60篇，SCI他引380余次。据2022年10月大连理工大学教师个人主页显示，郭旭参与发表的代表性论著共109篇，包括29篇第一作者文章。

据2022年10月大连理工大学教师个人主页显示，郭旭曾2次获得国家自然科学二等奖、2次获得教育部自然科学一等奖，还曾获辽宁省自然科学一等奖、中国力学学会自然科学一等奖。

据2022年10月大连理工大学教师个人主页显示，郭旭共培养博士生34人，其中17人已毕业、17人在读，硕士生65人，其中54人已毕业、11人在读。

2021年9月29日，大连理工大学举行2021级新生开学典礼，郭旭代表全体教师发言，“希望同学们注重提升自己的学习能力，实现主动学习、自主学习和创新性学习；充分做好时间管理，利用宝贵的大学时光打造自己的核心竞争力；时刻保持坚定的理想信念，将个人成长融入到中华民族伟大复兴的历史进程中。”

郭旭在计算力学、结构与多学科优化、微纳米力学以及仿生优化等研究领域都有很深的造诣，是中国国内力学界知名的学术骨干。（华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室评）

郭旭的科研想法新颖，很有创意。（合肥工业大学土木与水利工程学院研究生会评）

郭旭教授、程耿东院士为提升中国在结构优化领域的学术影响力做出了突出贡献。（大连理工大学党委宣传部、新闻中心评）