1993年—2001年，担任中国科学院大气物理研究所副所长。

1999年—2004年，担任国家气候研究委员会常务副主任。

黄荣辉多年来从观测事实、动力理论和多层数值模拟系统地研究了地球大气中准定常行星波的形成、传播和异常的机理，提出准定常行星波在球面三维大气中传播方程和在三维大气中沿两支波导传播的行星波传播理论，正确地证明了球面大气行星波的波作用守恒；20世纪80年代他与日本学者Nitta同时提出热带西太平洋暖池热状态和暖池上空（特别是菲律宾周围）对流活动强弱在东亚夏季风大气环流与气候异常起着重要作用的理论，并且提出影响中国夏季旱涝的北半球夏季大气环流异常的遥相关型及其理论。他还致力于亚洲季风与ENSO循环相互作用的研究。此外，为填补中国关于中层大气动力学研究的空白，他也正在努力开展中层大气动力学方面的研究。

截至2012年8月，黄荣辉先后在中国国内外学术刊物上发表了140多篇学术论文，并与他人合著《长江黄河流域旱涝规律与成因研究》和《中国气候灾害分布图集》以及《大气科学概论》等多部著作。

截至2012年8月，黄荣辉先后主持过多项国家重大研究项目，在“七五”期间是国家自然科学基金委员会重大项目《我国长江黄河流域旱涝规律、成因与预测研究》的主持人之一；在“八五”期间，是中国科学院重大应用项目《灾害性气候的预测及其对农业年景和水资源调配的影响》的项目主持人，在“九五”期间，是国家重中之重项目《我国短期气候预测系统的研究》的项目执行专家组第一副组长、中国科学院重大项目《华北地区水资源变化及其调配研究》的项目主持人之一；“国家重点基础研究规划”首批启动项目《我国重大气候灾害的形成机理和预测理论研究》首席科学家。

截至2012年8月，黄荣辉先后多次获得国家与中国科学院科技成果奖和自然科学奖。

2006年5月15日，黄荣辉应兰州大学大气科学学院邀请到兰州大学访问讲学，并为师生作了题为《大气科学发展的百年回顾及21世纪初的发展趋势》《黄河上游地区气候变化及其对水文和生态的影响》两场学术报告。

2011年11月30日，黄荣辉在北京师范大学珠海分校国际交流中心三楼百人报告厅为同学带来一场名为《全球气候变暖对我国环境和灾害的影响》讲座。

1979年，黄荣辉由国家派遣赴日留学，两年中，他每日工作14小时以上，有时甚至通宵达旦在机房工作。黄荣辉从日本留学回国后，两个孩子都上学，天天晚饭后，不论乱多大风，下多大雨，他都要到办公室去，直到家人休息之后，他才回去“接班”用报纸把灯挡起来，继续他的研究。

黄荣辉是中国天气动力学学科的学术带头人之一，他为行星波动动力学、大气环流和气候动力学的发展做出许多系统而有创造性的研究。（中国科学院评）

黄荣辉深入研究了中国重大气候灾害的形成机理，在东亚气候系统及其对中国旱涝重大气候灾害的影响机理方面作出创新性研究。（气象灾害预报预警与评估协同创新中心评）