Han har siden 1970-årene forsket på gjenopplivning av nyfødte og har vært banebrytende i arbeidet for å endre praksis fra bruk av ren oksygen til bruk av vanlig luft. I slutten av 1980-årene publiserte Saugstad og Gösta Rooth en artikkel som stilte spørsmål ved bruken av 100 % oksygen i gjenopplivningen av nyfødte, som fikk stor innflytelse for forskningen på dette området. Forskningen har vist en nedgang i dødsraten på 30 prosent ved bruk av luft. I 2010 ble luft anbefalt i internasjonale retningslinjer, basert på Saugstads og kollegenes forskning. Saugstad er sitert over 30 000 ganger i vitenskapelig litteratur. Saugstad har beskrevet bruken av 100 % oksygen som «en av de største skandalene i medisinens historie».