回到北京后，王忠诚不顾路途疲劳，立即为病人做手术，并把100万港币的奖金全部捐献给了国家，用于医学研究。此后，手术、实验、著书立说几乎成了王忠诚生活的全部，他由此也患上了严重的腰椎病。
1999年，上级考虑到王忠诚的身体健康，决定让他停刀。王忠诚虽然不愿接受这一决定，但还是以共产党员的姿态服从了。巧合的是一位病情复杂的病人住进了医院，这种病例非常少见，手术的成功率是零。王忠诚毅然决定为病人做完手术再停刀。同事和学生都劝他放弃，担心万一手术失败会影响他所保持的脑干肿瘤手术成功率的世界记录。王忠诚却说：“医生的名誉再重，重不过病人的生命”。最终，艰难的手术挽救了病人的生命，也给王忠诚的人生划上了圆满的句号。但王忠诚的腰椎病发展到了十分严重的程度，天坛医院党委经过慎重考虑，决定请王忠诚在国外进修的儿子王劲回国为他实施手术。在父亲的鼓励下，王劲勇敢地承担了重任，手术获得了成功。王忠诚恢复后激动地对老伴说：“看见没有，我儿子让我站起来了！”2001年9月，王忠诚在澳大利亚荣获世界神经外科学会颁发的最高荣誉奖。
作为新中国培养出的第一代神经外科专家，五十多年来，王忠诚为国家培养了70余名硕士、博士和博士后研究人员，在全国近１万名神经外科医生中，有近三分之一是他指导出来的。在科学研究上，他取得了66项科研成果，发表论文290余篇，出版专著20余部，总字数超过3000万字。在神经外科诊断、治疗、科研和教学等方面做出了突出贡献。
mso-as!\u0004？\u0007f\u0010n\u0001\bPmso-hansi-font-family:\"Times New Roman\"'> 1994 年6 月当选为中国工程院院士、主席团成员。对中国技术光学、激光、光学计量、光学玻璃和光学工程等研究较深。指导研制成功多种光学观察设备。为中国应用光学、光学工程、光学精密机械、空间光学、激光科学和计量科学的创建和发展做出杰出贡献。六十年代以来，制成中国第一台激光器，第一台大型光测装备和许多国防光学仪器。七十年代主持制定了全国第一个遥感科学规划，领导了综合性的航空遥感试验。
在2000年3月31日举行的中国光学学会常务理事会会议上，决定将该奖的名称改为“王大珩光学奖”，现已通过中国科技部的批准。为使“王大珩光学奖”得以连续发展，除王大珩教授在中国科学技术发展基金会设立基金外，又从以下单位募集了52.8万元资金。王大珩科学技术学院创新实验班及专项奖学金。2005年7月，以荣誉院长王大珩名字命名的科学技术学院经过一段时间的酝酿，终于在长春理工大学（原长春光学精密机械学院）揭牌成立。该学院以培养创新型人才为目标，重点提高学生的学习能力、实践能力和创新能力。首批180名学员是从6个学院的6个特色专业中选拔出来的优秀学生。
为了建立光学设计基础，王大珩在仪器馆亲自领导组建了光学设计组，并举办全国光学设计训练班，培养出不少后来成为国内很有成就的光学科学家。形成了一支在应用光学与光学工程的研究水平上可跻身于世界之林的队伍，使我国应用光学、光学机械及光电技术和光学工业的发展，取得了举世瞩目的成就。