袁隆平研究水稻的艱辛歷程如下：
1960年7月，袁隆平在農校試驗田中意外發現壹株特殊性狀的水稻。他利用該株水稻試種，發現其子代有不同性質。因為水稻是自花授粉的，不會出現性狀分離，所以他推論該為天然雜交水稻。隨後他把雌雄同蕊的水稻雄花人工去除，授以另壹個品種的花粉，嘗試產生雜交品種 。
1961年春天，袁隆平把這株變異株的種子播到創業試驗田裏，結果證明了1960年發現的那個“鶴立雞群”的植株，是“天然雜交稻”。
1964年7月5日，袁隆平在試驗稻田中找到壹株“天然雄性不育株”，經人工授粉，結出了數百粒第壹代雄性不育株種子? 。
1964年到1965年，兩年的水稻開花季節裏，袁隆平與科研小組在稻田進行雜交育種試驗。後在稻田裏找到了6株天然雄性不育的植株。經過兩個春秋的觀察試驗，對水稻雄性不育材料有了較豐富的認識，根據所積累的科學數據，在大學畢業工作12年左右的他，發表在1966年第17卷第4期《科學通報》上。
1965年7月，袁隆平又在安江農校附近稻田的南特號、早粳4號、勝利秈等品種中逐穗檢查14000多個稻穗中逐穗檢查到6株不育株，並在此後兩年播種中，連同上年發現的不育株，***計找到6株。經過連續兩年春播與翻秋，***有4株成功繁殖了1～2代。其研究徹底推翻由傳統經典理論米丘林、李森科的“無性雜交”學說，並推論水稻亦有雜交優勢。
1966年2月28日，袁隆平發表第壹篇論文《水稻的雄性不孕性》，刊登在中國科學院主編的《科學通報》半月刊第17卷第4期上。
5月，國家科委九局局長趙石英同誌，獲悉袁隆平發表的《水稻的雄性不孕性》壹文後，高度重視，以科委九局名義致函湖南省科委與安江農校，支持袁隆平的水稻雄性不育研究活動，指出這項研究的意義重大，如果成功，將使水稻大幅度增產? 。6月，文化大革命開始，袁隆平遭受沖擊，水稻雄性不育試驗被迫中斷。
1967年4月，袁隆平起草“安江農校水稻雄性不孕系選育計劃”，呈報省科委與黔陽地區科委。6月，由袁隆平、李必湖、尹華奇組成的黔陽地區農校（安江農校改名）水稻雄性不育科研小組正式成立。
1968年4月30日，袁隆平將珍貴的700多株不育材料秧苗，插在安江農校中古盤7號田裏，面積133平方米。5月18日晚上，中古盤7號田的不育材料秧苗，被全部拔除毀壞，成為未破的謎案。袁隆平心痛欲絕。事發後第4天才在學校的壹口廢井裏找到殘存的5根秧苗，繼續堅持試驗。
1970年夏，袁隆平從雲南引進野生稻，擬在靖縣（安江農校又搬遷到了靖縣）做雜交，後因沒有進行短光照處理而未成功。秋季，袁隆平帶領科研小組李必湖、尹華奇來到海南島崖縣南江農場進行三季水稻實驗條件良好的海南，進行研究試驗，向該場技術員與工人調查野生稻分布情況。
1971年春，湖南省農業科學院成立雜交稻研究協作組，袁隆平調省農業科學院雜交稻研究協作組工作。
1973年，協作組通過測交找到了恢復系，攻克了“三系”配套難關。10月，袁隆平在蘇州召開的水稻科研會議上發表了《利用“野稗”選育三系的進展》的論文，正式宣告中國秈型雜交水稻“三系”已經配套? 。
1975年，袁隆平攻克了“制種關”，摸索總結制種技術成功。11月，袁隆平和李必湖在觀察雜交水稻生長情況。在黨和國家的大力支持下，全國有19個省、市、自治區先後組成科研協作組，開展群眾科學實驗，成功地育成了雜交水稻。
1976年，雜交水稻成功推廣。?
1977年，袁隆平發表了《雜交水稻培育的實踐和理論》與《雜交水稻制種與高產的關鍵技術》兩篇重要論文。
1980年10月，攻克了制種關 。
1980年10月，我國第壹個研究雜交水稻的育種家、湖南省農業科學院研究員袁隆平，經過10多年刻苦的研究實驗，在有關科研單位的協作下，攻克了制種關，使雜交水稻的研究獲得全面成功，為水稻增產開辟了新的途徑。?
2010年3月，袁隆平院士團隊和張啟發院士團隊合作，***同研究轉基因水稻。在合作交流會上，袁隆平稱，為了消除公眾對轉基因抗蟲稻米安全性顧慮的問題，他願意作為第壹個誌願者來吃！
3月12日，袁隆平在報告會上就轉基因抗蟲水稻的安全性實驗、抗除草劑轉基因作物為什麽能夠減少除草劑用量等問題與張啟發院士進行了討論，並表示支持政府關於轉基因作物研發的決策。?
2017年9月，在2017年國家水稻新品種與新技術展示現場觀摩會上，袁隆平宣布壹項剔除水稻中重金屬鎘的新成果：“近期我們在水稻育種上有了壹個突破性技術，可以把親本中的含鎘或者吸鎘的基因‘敲掉’，親本幹凈了，種子自然就幹凈了” 。