He first reported that uterine cancer could be diagnosed by means of a vaginal smear in 1928, but the importance of his work was not recognized until the publication, together with Herbert Frederick Traut (1894 – 1963), of "Diagnosis of Uterine Cancer by the Vaginal Smear" in 1943.
Исследования Папаниколау затронули в дальнейшем цитологические изменения при раке шейки матки и свои заключения он опубликовал в 1943 году в специальнои издании под заголовком "Диагноз рака матки при помощи мазков (Diagnosis of Uterine Cancer by the Vaginal Smear).