杨石先赴美留学回国后开始在南开大学任教，他不仅讲授无机化学、有机化学、高等有机化学、药物化学，并且亲自指导学生实验。他还到南开中学兼化学课。他教学态度认真，工作严谨，课堂上板书整洁，语言生动简练，由浅入深，重点突出，经常结合教学内容讲些科学发现、发展的故事，丰富教学内容，启发学生思路，提高学生学习兴趣。一位美籍中国血统学者回忆他20世纪30年代大学生活时曾写道：“南开大学不仅是一个教育组织，而是一个大家庭，师生间的距离可以说没有。杨石先老师的化学课对我说来，并不是本系课程，但是他对每个学生单独的关切，过了几十年的长远时间，还是历历在目。”
为了培植祖国的科学人才，他还经常向学生作讲演，宣传科学与民主，讲述从事科学事业应有的态度和方法，阐释科学文化对振兴国家的重要性。
杨石先对学生要求十分严格，对他们的学习抓得很紧。他指导学生做科研，要求学生经常向他汇报，遇到困难（包括业务与物质设备），他总是想方设法帮助解决，对学生的书面汇报或学年总结，他不但修改学术方面的问题，甚至修改文字措辞，有时候甚至修改英文语法，为学生上英语课。通过这些严格的要求与训练，使学生掌握了一套搞科研的初步方法，奠定了学生后来搞科研的基础。
杨石先对每一个好学的学生都非常爱惜，总是以极大的热情为他们指导求知的门径。化学家蒋明谦教授谈过这样一段经历：1941年他考取公费留美生后，曾分别给三位导师写信，但只得到杨石先的回信，而且是十多页的长信。信中对如何选择学校、导师、课程，乃至行装、旅程、礼节等都给予详尽的指导。他说：“杨先生教我先到规模较小的大学，这里接触导师机会多，便于熟悉美国大学的教育习尚，打好深造的基础。然后必须到一个规模宏大的学校学习，那里著名教授多，学术水平高，可以开阔眼界。如长期停留在比较小的大学，眼界受到局限，难于了解学术发展趋势及当代科学发展的主流。”
杨石先不但关心学生的学业，对学生的身体健康也非常重视。抗日战争期间，国民党反动派政府不重视教育，每年给学校的经费很少，学生的奖学金和补助就更少了。杨石先当时对国民党政府这种做法很不满，在各种场合为保障学生的健康而呼吁。西南联合大学对学生的业务要求非常严格，教授给分很紧，因而对学生的压力比较大。大家学习都很紧张认真，有些穷苦学生因营养不足，在考场上经常有晕倒的。杨石先对此事非常气愤，曾于1943年亲自从昆明到重庆找国民党财政部，提出增加教育经费与学生贷金的要求。
对于那些经济拮据的学生，杨石先经常给予热诚的帮助。无机化学家申泮文一度就是靠着他的资助才渡过了停学的危机。一个夜晚，申伴文含着眼泪找到杨石先家里：“杨先生，我家不是沦陷区，没有我的助学金，可是家里又没钱供给我。我念不下去了。”杨石先沉思了一下问：“你每月需要多少钱？”“每月有十元就够了。”于是杨石先提笔给他开了张便条，告诉他：“每月到南开办事处从我的月薪里支取吧！”然而，在当时物价飞涨的艰难岁月里，他自己不得不靠典卖衣物补贴家用。
杨石先做事一向以身作则，作风民主，能团结同事，搞好工作。在西南联大当系主任时，他带头讲基础课，曾先后给学生讲过普通化学、高等有机化学、药物化学等课程。就是后来兼任了教务长之职，他仍坚持讲课。杨石先对自己要求非常严格，说到做到，要求别人做的，他首先做到，从不马虎。例如他为联大师范学院理化系学生讲《普通化学》，讲义是他亲手编写的。他从来不迟到、早退，十分遵守时间，学生的考卷也是他自己批改，而且非常严格认真，写字从不潦草。他对工作的极端负责任是大家公认的。
当时西南联大工学院在昆明城外西南郊区的逝西会馆，理学院在城的北门外，两个学院之间相距数里，没有可提供的交通工具，徒步往返需要很长时间。住在理学院的教师每周去工学院教四节化学课就要用去四个半天，如果做实验就更不止于此了，因此，许多教师不愿去工学院上课，只叫助教去敷衍，学生们很有意见。他见到这种情况，不辞辛苦地带头徒步从理学院到工学院授课。大家见系主任亲自上课，许多人都抢着去接班。对他这种以身作则的精神，大家都很敬佩。
杨石先治学十分严谨，他几十年如一日，摘录农药资料卡片十余万张，发表学术论文97篇，负责主编、撰写了一系列有关有机磷化学、有机农药化学方面的著作。他主持编辑了《世界农药进展》等期刊。杨石先既重视应用科学，也重视基础研究。他认为应用研究应有实用价值，基础研究要在学术上有指导意义和科学水平。他曾积极支持人工合成胰岛素和核糖核酸这类纯理论性的基础研究工作，亲自主持评审了这类重大科研成果，充分肯定了它的学术价值。
