Placzek bidrag innen vitenskapelig arbeid innebærer en grunnleggende teori for ramanspredning, molekylær spektroskopi i gasser og væsker, nøytronfysikk og matematisk fysikk. Sammen med Otto Frisch, foreslo han en direkte eksperimentell bevis av kjernefysisk fisjon. Sammen med Niels Bohr og andre, var han instrumentell i å avklare hvilken rolle Uran 235 hadde for muligheten til en nukleær kjedereaksjon.