趙燏黃在日本留學期間，他的老師下山順壹郎博士講授和漢生藥時，經常向學生講授中國本草，有時還帶壹些本草善本給學生傳閱。這使他了解到中國和日本本草發展的歷史，從此酷愛本草。如他看到琉球吳繼誌撰寫的《質問本草》圖繪準確，說明簡要，在日本多方求購未得，歸國後得知上海實學通藝館張之鉻先生藏有原刻本，遂借來依樣臨摹壹部，珍藏身邊，奉為圭臬。他在杭州執教期間，便開始註意本草藥品的名實，每逢春秋佳日，就請俚醫作響導，率藥科學生入山采藥，帶回標本在校園內種植，以供觀摩，並與本草記述進行比較。從那時起，他就以整理本草研究中藥為己任。1923年發表《〈本草綱目>今釋》壹文，以其多年之研究積累，考訂31種山草類藥物的學名，記述其效用。他還註意研究中國歷代本草發展史，1935年發表的《歷代本草沿革史論》 ，對中國本草史有系統的了解。他認為研究中藥應先將中醫用藥的藍本——本草加以研究，才能成功。同時，他又看到本草藥品古今名實不符，影響藥效。因此認為本草也亟待整理研究。
系統從事本草整理研究工作，是他在中央研究院編輯《新驗新本草》時開始的。他不僅註意系統收集古今中外資料，更重視實地調查和考察，曾致力於甘草、黃芪、人參、參須、高麗參、東洋參、西洋參、人參三七和竹節人參等的整理研究。兩集《中國新本草圖誌》的發表，是中國30年代整理本草、研究國藥的代表作。其中人參類的生藥學研究，最早報道人參和西洋參樹脂道有明顯差別，參蘆的草酸鈣結晶較多，日本和前蘇聯生藥學家曾先後引用。
他在北平研究院制定了系統考證本草藥品古今名實的計劃，並從兩方面進行工作：壹方面是按植物分類學分科進行整理，如對菊科及川續斷科藥物50多種的整理，每科均按藥用部分分為根、花、葉、草卉、果實等類；每藥之下，先考察現代藥材與歷代本草記載是否相符，其次考察藥材之原植物，以實地采集之完全標本，互相質對。他最早調查並鑒定了北京地區藥用青蒿的原植物為“黃花蒿·臭蒿”，並指出與《本草綱目》之黃花蒿為同名異物。他沒有附和日本學者報告認為“《綱目》集解所述之青蒿與植物（邪蒿）頗合”的錯誤結論，明確指出青蒿就是《本草綱目》的“黃花蒿·臭蒿”。對青蒿的植物來源，《中國藥典》1985年版本才得到解決，而趙燏黃在那時就已經澄清了。《祁州藥誌》是中國按自然分類系統整理本草研究國藥生藥學的肇始，也是中國最早編著的地區藥材誌。另壹方面則從同名異物或同物異名方面進行整理，如1935年，他在北平妙峰山與藥農壹起采到的五加皮，經過鑒定，並不是歷代本草記載的五加科植物，而是蘿摩科植物杠柳的根皮。後來發現南北藥市均有用其以制五加皮酒者，他引用生理研究所的毒理研究報告，提出應當嚴禁以杠柳皮制造五加皮酒。他通過大量調查研究積累的資料，應用現代科學方法考察本草藥品的實際變遷，澄清同名異物或同物異名的混亂，撰寫成《本草藥品實地之觀察》兩集，這是中國最早研究中藥混亂品種的論著。
1953年，趙燏黃已是古稀老人，他把整理本草研究中藥的希望寄托在青年壹代身上，指導中青年科技人員進行地黃、當歸、鶴虱、黃芪等常用中藥的本草學和生藥學的研究，並熱情向青年學生和中青年科研人員傳授畢生積累的本草學知識。他老而彌堅，在《國藥與本草之檢討》和《本草學講義》的基礎上，撰著《本草新詮》，原計劃分總論和各論兩部分，總論系統介紹中國歷代本草，按編年方式，根據本草史的發展過程，分為原始本草、上古本草、中古本草和近古本草四個部分，介紹歷代重要本草78部，每壹本草仿《四庫全書》提要之例，概括其內容提要、優點、特點和不足之處，以及存佚和版本考略。對歷代重要本草的序言部分，逐句進行註釋，或擇其難解者，附加淺註。重要本草和序例有的還加以校勘，本草藥名之可證明者，增加其原植物或原動物拉丁名稱，以符新詮之意。附有重要本草的作者傳記或事略。書後並附歷代藝文誌中本草、醫經、經方等書目，全書38萬余字，是研習本草的入門書。
趙燏黃治學嚴謹，務求實際，註重實地考察。他學識淵博，有堅實的文史學、訓詁學、版本學知識，平時不僅註意收集本草及醫藥古籍，而且博收經、史、子、集有關文獻，在本草考證方面曾經做過許多深入的研究。他精於版本考證，在考察《本草綱目》諸多版本之後，極力推崇金陵版，曾多次建議有關部門將其出版。他生活簡樸，卻不惜重金購買古籍，藏有歷代主要本草80余部近千冊，且多為善本或珍本，還有醫經、方書、文史古籍及中外文參考書***5600余冊。為發揮他畢生藏書的價值，家人遵其生前遺囑，將全部藏書及遺稿獻贈給中醫研究院。
趙燏黃為中國藥學事業的獨立發展，為中國藥學教育和整理本草研究中藥事業辛勤奮鬥壹生，50年如壹日，不分晝夜寒暑，孜孜不倦。在他病逝的前壹天，還在修改《本草新詮》書稿。他壹生的成就，博得國內外學者的好評。1939年，伊博恩在《本草新註》 序中稱贊他“對中藥做了大量研究工作”。1939年，日本生藥學家木村康壹在《藥學大全書》第二卷生藥學專篇贊揚他“對中藥研究有大量貢獻”。1953年，樓之岑著《生藥學》舉趙氏《現代本草生藥學》等為中國最早的生藥學著作。1954年，張昌紹在《現代中藥研究》中尊稱他是工作最久、貢獻最大的生藥學家和科學家。1957年，徐國鈞著《生藥學》和1960年南京藥學院藥材教研組集體編撰的《藥材學》推崇他為中國著名的生藥學家和科學家。1962年，日本大阪大學著名生藥學家高橋真太郎訪華時，得悉趙燏黃已於兩年前作古，曾向東方合十遙拜。1976年，那琦博士著《本草學》（臺北）中多次尊稱趙燏黃為中國生藥學泰鬥和本草學大師。
1983年，中國中醫研究院、北京醫學院、中國藥學會聯合舉辦“紀念趙燏黃先生誕辰壹百周年大會”，稱贊他是壹代本草學家、中國生藥學先驅者。