Tốt nghiệp TSKH ở nước ngoài những năm 70 của thế kỷ trước, rồi nhận chức danh giáo sư do Ba Lan phong tặng khi mới ngoài 40 tuổi, trở về nước ông được giao nhiệm vụ chuẩn bị các điều kiện cho việc thành lập Viện Nghiên cứu Ðiện tử, Tin học và Tự động hóa - một ngành khoa học còn mới mẻ ở nước ta cách đây hơn 25 năm.

Giữ trọng trách viện trưởng trong 20 năm (1984-2004), đủ thứ việc phải giải quyết của một cán bộ quản lý, song GS Quỳnh vẫn tranh thủ bố trí thời gian hợp lý để làm chuyên môn khoa học. Bởi như ông nói, nó trở thành lẽ sống từ thời điểm ông nhận tấm bằng tốt nghiệp loại giỏi và trở thành cán bộ giảng dạy Khoa Ðiện tử - Viễn thông, Trường đại học Bách khoa Hà Nội khi mới 21 tuổi. Hơn 20 năm qua, trong vai trò là Chủ nhiệm chương trình khoa học - công nghệ cấp nhà nước về tự động hóa, GS Nguyễn Xuân Quỳnh chủ trì thực hiện hàng chục đề tài khoa học cấp nhà nước, một số đề tài nghiên cứu đã được hội đồng khoa học nghiệm thu và đánh giá loại xuất sắc. Có thể kể các công trình như: 'Nghiên cứu bảo đảm khoa học - kỹ thuật và ứng dụng kỹ thuật vi xử lý trong dây chuyền tự động ngành dệt' (mã số 52B-01.01); 'Áp dụng kỹ thuật tự động hóa và việc nâng cấp thiết bị công nghệ nhằm nâng cao năng suất, chất lượng của nhà máy xi-măng' (mã số KC-02.02), 'Nghiên cứu, thiết kế hệ thống tự động đo lường, điều khiển phục vụ công nghệ khai thác than hầm lò tại Quảng Ninh'... Trong khoảng thời gian 30 năm trở lại đây, cùng với việc cho ra đời 12 cuốn sách (bốn cuốn được xuất bản ở nước ngoài) phục vụ công tác giảng dạy và nghiên cứu, là chủ trì và đồng chủ trì gần 20 Hội nghị quốc tế chuyên ngành, ông còn có gần 240 bài báo khoa học; đáng chú ý trong số đó có hơn 180 công trình được công bố trong các tạp chí chuyên ngành có uy tín ở các nước như: Mỹ, Pháp, Ấn Ðộ... Vốn là chuyên gia đầu ngành, những năm qua, GS, TSKH Nguyễn Xuân Quỳnh tham gia giảng dạy chương trình sau đại học tại các Trường đại học Bách khoa, Ðại học Công nghệ Hà Nội; đồng thời theo thư mời, hằng năm ông đi thỉnh giảng ở một số trường đại học của Ba Lan, Mỹ, Áo, Ðức... Ðến nay, ông đã trực tiếp hướng dẫn 45 nghiên cứu sinh bảo vệ thành công luận án tiến sĩ (trong đó có bốn người nước ngoài). Dù bộn bề công việc, hiện GS Quỳnh vẫn đang hướng dẫn, giúp đỡ tám nghiên cứu sinh bảo vệ luận án tiến sĩ trong các năm tới về lĩnh vực điện tử, tin học, tự động hóa.