上世纪50年代，顾知微先生在松辽盆地的形成、地层划分与对比、古生物及沉积环境与生油的关系等方面的研究取得重要成果，为大庆油田的勘查与开发提供了重要科学依据和线索。1982年，作为“大庆油田发现过程中的地球科学工作”的主要完成人之一，荣获国家自然科学奖一等奖。

　　1959年，顾知微先生首次对我国的侏罗系和白垩系进行系统总结，《中国的侏罗系和白垩系》作为“中国各纪地层总结”系列专著之一，1978年获全国科学大会重大成果奖。

　　顾知微先生是我国双壳类（瓣鳃类）化石研究的学科带头人，更是非海相双壳类研究的主要奠基人。自1960年初开始，他领导了中国双壳类化石的系统整理和厘定工作，出版专著《中国的瓣鳃类化石》，并作为“中国各门类化石”系列成果之一。该系列成果于1983年获国家自然科学奖二等奖。

　　顾知微先生十分重视我国东部地区中生代地层古生物及地质演化的研究，他是著名的“热河动物群”的命名者，也是相关地层的最早研究者之一。