获香港大学外科学系聘为助理教授。潘冬平于1991年晋升为副教授，及后于1996年升任为外科教授。2011年，潘冬平担任首席教授，成为外科学系最年轻的讲座教授，同年获颁明德教授席，并担任玛丽医院肝胆胰外科的部门主管至2014年。潘冬平是第一位阐明血管内皮生长因子（VEGF）刺激肝癌肿瘤血管生长的关键作用的学者，促成第一种肝癌有效标靶药「索拉非尼」（Sorafenib）的出现。他又引入射频消融术、微波消融及高强度聚焦超声(HIFU)等技术，用以治疗肝癌，改进肝癌手术，令相关的死亡率降至少于5%。2013