麵對“三年困難時期”所造成的特大饑荒，他下定決心要提高水稻產量，就這樣他成了“雜交水稻之父。”
1953年8月，袁隆平從西南農學院農學係畢業，分配到邊遠落後的湖南省安江農業學校當老師。這一教就是19年。
1960年，罕見的天災人禍降臨中國，特大饑荒奪走了數千萬人的生命。親眼目睹這重重災難，袁隆平想，有沒有辦法提高水稻畝產量呢？這樣就再也不會有那麽多人餓死了！
1960年7月，在一個偶然的機會裏，袁隆平在學校裏發現了一株“鶴立雞群”的特異稻株，經過研究，第二年確認它是“天然雜交稻”株。從此，他開始了自己的水稻高產育種研究。
剛開始時，袁隆平按照米丘林、李森科的“無性雜交”學說進行教學和科學實驗。因為這是當時國際上最經典、最普遍的觀點。這種觀點認為，水稻作為自花授粉植物，並不具備雜交優勢，也不具備任何實驗價值。
可是，袁隆平很快就對這些學說產生了懷疑，從而改為按照當時正在遭受批判的孟德爾、摩爾根的遺傳基因和染色體學說進行探索。這無疑需要巨大勇氣。
1964年，袁隆平又在偶然中發現了一株非常優秀的天然雜交水稻，從中得到了很大啟發。隨後便在中國科學院出版的《科學通訊》雜誌上，發表了《水稻的雄性不孕性》這篇對雜交水稻研究具有劃時代意義的論文。
1970年，袁隆平在海南島一片沼澤地的小池塘旁邊，發現了雄性敗育的野生稻“野敗”。1972年，他就正式培育出了第一株雄性“不育係”和“保持係”，緊接著又培育成功了“恢複係”。1973年，“三係”配套，隨之，第一個具有較強優勢的雜交組合“南優2號”水稻品種獲得成功，並立刻顯示出了它的增產效應，單產比其它常規水稻增產20%左右。