1966年，参与了核潜艇惯性导航的研究，之后因“文化大革命”而被迫中止。

1969年秋，为了建设三线，黄琳随着所在的专业迁往陕西汉中。

1984年，特批为教授。

1985年，作为访问学者前往美国。

2003年11月，当选为中国科学院院士（信息技术科学部）。

黄琳给出现代控制理论中的单输入系统极点配置定理，二次型最优控制的存在性、唯一性与线性控制律。建立输出反馈实现二次型最优控制的充要条件，指出一般情况下该问题无解。首先给出稳定多项式其凸组合保持稳定的充要条件。与合作者一起给出了分析多项式族稳定性的棱边定理，有效地降低了计算复杂性。给出更为基础的边界定理，相继提出值映射、参数化等概念，形成了一套系统的理论体系。在鲁棒控制前沿领域，控制器与对象同时摄动问题、积分二次约束问题、模型降阶问题、非线性系统总体性质等方面指导开展了研究工作。

根据2021年11月北京大学网站显示，黄琳出版三部著作，包括《系统与控制理论中的线性代数》《稳定性理论》《稳定性与鲁棒性的理论基础》。

1961年11月，黄琳参加了中国自动化学会的成立大会，并成为由15人组成的控制理论首届专业委员会的一员。会后经过推荐和评审，他的成果被正式发表在第二届国际自动控制大会上。

1962年春，全国筹备召开全国一般力学大会，黄琳受周培源先生委派作为他的代表参与了筹备工作，并应邀在大会上作了题为“有控系统动力学的若干问题”的大会报告。

1985年9月至1986年9月，1989年3月至1989年9月和1994年12月至1995年4月，黄琳三次在美国UMAS等高校做访问学者进行合作研究，期间访问包括哈佛大学在内的多所大学进行学术交流。1990年和1996年，对日本与澳大利亚分别进行过短期的学术访向。

黄琳认为：做科研，必须喜欢科学，这是最重要的；如果老想着享受，想着能拿多少钱、分多少房子、拿到什么位置，这样动力就偏了。对科学要有一定的着魔，要有责任感。当然个人发展也很重要，因为（时代不一样了）不能像当初一切只从工作出发。个人的事情也要考虑，但首先科学没有献身精神是做不好的。

1985年，北京大学正式得到教育部批准，建立了以控制研究为特色的一般力学博士点。黄琳是第一个招收控制研究领域博士生的教师。他指导的博士生中有从神舟一号即开始进入研究直至成为神舟系列控制系统副总设计师的胡军，带领团队获得教育部自然科学一等奖、国家自然科学二等奖的杰出青年基金获得者、长江特聘教授段志生，全国优秀博士论文和国际专业杂志年度最佳论文获得者李忠奎。

黄琳生于战火年代，在病魔和流离的阴影中顽强成长，终成控制学林中一棵挺拔乔木；他潜心治学、成果斐然，以满腔热忱筑成学科基业，潜心奉献传道育人；动乱曲折之际，他在崎岖的科研之路上虽壮志难酬，仍勇担千钧。（北京大学新闻网评）

黄琳是北京大学控制学科和一般力学博士学科点的创建者，中国控制学界的拓荒者和杰出的学术带头人，动乱中长成的爱国主义者，大半北大校史的见证人。他学术造诣深厚，在服务国家重大需求和前瞻性的研究中取得了一系列重要成果，育人不倦、桃李天下。（中国科学院院士龚旗煌评）

黄琳在北京大学工学院发展、学科建设、师资队伍建设等各方面都提供了重要建议和大力支持，此前长期担任工学院学术委员会主任，为北大力学及工学院的发展作出了巨大贡献，德高望重、平易近人。（北京大学工学院院长段慧玲评）

2020年11月22日，由北京大大学工学院主办的“黄琳院士从事控制教育60年座谈会”在北京西郊宾馆举行。北京大学常务副校长龚旗煌院士，亚洲控制协会主席、中国科学院系统科学研究所郭雷院士，北京理工大学原校长胡海岩院士，同济大学校长陈杰院士，西安交通大学电子信息工程学院院长管晓宏院士，北京大学工学院院长段慧玲教授、力学与工程科学系主任唐少强教授，中国科学院系统科学研究所秦化淑教授等50多位同行专家出席座谈会，北京大学工学院力学系统与控制专业多位教师和黄琳部分已毕业学生参加。座谈会由北大工学院力学与工程科学系副系主任杨莹教授主持。