国国家科委（今中华人民共和国科学技术部）委托桂琳琳作为主要筹备组成员之一，在北大负责筹建北京大学物质结构研究基地，1966年，基本建成。1966年春，中国国家科委下达“胰岛素晶体结构测定”研究课题，桂琳琳为主要项目负责人。20世纪70年代，中华人民共和国石油工业部发起石油催化研究，桂琳琳作为北大主要负责人之一研究多相催化剂。20世纪80年代，曾提出用混胶法制备二氧化钛改性的三氧化二铝载体，并与燕山石油化工公司合作研制开发新型加氢精制催化剂，获得产业成功。1992年，受中国国家科委聘请，出任“功能体系