I 1994 ble Rognes førsteamanuensis ved UiO, og fra 1998 har han vært professor. Han ble med det Norges yngste matematikkprofessor. Rognes' forskning dreier seg om topologisk matematikk og algebraisk K-teori. I 2004 ble han av de 26 som fikk femårsstipend som av Norges forskningsråd. Fra 2010 til 2014 var har redaktør i . I 2014 var han invitert foredragsholder ved den internasjonale matematikerkongressen (ICM) i Seoul. Fra 2014 til 2018 var han leder for Abelkomiteen.