赵玉沛教授重视科研工作，在胰腺癌早期诊断和综合治疗的临床与基础研究方面进行了系统性和开创性工作，牵头制订了中国胰腺癌诊治流程和国家行业标准。提出胰腺癌高危人群概念，使更多早期患者得到及时诊治；通过建立多学科协作会诊中心、开辟快速诊治绿色通道、建立术前可切除性评估体系、规范手术切除范围、创立经空肠胃造瘘术等，缩短确诊时间，为更多病人赢得手术机会，也使无法切除者避免了不必要的手术，改善了患者生活质量，并使北京协和医院的胰腺癌手术切除率、术后并发症发生率和病人生存时间等综合指标明显优于国际同期水平；报道了国际上最大一组单中心胰岛素瘤的外科治疗，施行了国内首例腹腔镜胰岛素瘤切除术。其研究成果获国家科技进步二等奖等多个奖项。2011年当选为中国科学院院士。