1955年、1959年和1965年，他發(fā)表了一系列總結(jié)性論文，根據(jù)新的發(fā)現(xiàn)和研究，不斷擴(kuò)充其內(nèi)容和提出新的認(rèn)識(shí)，如用水洞溝文化和薩拉烏蘇河文化來代替過去的河套文化等。

裴文中對(duì)中國舊石器文化的體系和分期的論述領(lǐng)域的輪廓和基礎(chǔ)，在中國舊石器時(shí)代的研究上具有劃時(shí)代的意義。

有關(guān)新石器時(shí)代考古，裴文中也做了不少野外工作。1947年他在甘肅渭河上游，陜西漢水流域、洮河流域及蘭州附近做了三個(gè)月的調(diào)查試掘，共發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代遺址達(dá)93處之多。

通過這次調(diào)查，對(duì)甘肅史前遺存的分布、分期有了更深入的認(rèn)識(shí)，并對(duì)過去的錯(cuò)誤有所糾正，對(duì)J.G.安特生（Andersson）所謂“六期”體系做了首次的突破。

1948年他又繼續(xù)在甘肅河西走廊和青海湟水流域以及青海湖附近做了三個(gè)月的考古調(diào)查，對(duì)這一帶遺址的分布、分期以及史前時(shí)期的“絲綢之路”等，都有了更深入的認(rèn)識(shí)，特別是沙井文化的命名又是對(duì)“六期”說的再次突破。

裴文中在第四紀(jì)哺乳動(dòng)物化石和地層學(xué)研究上，也做出了重大的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。早期研究是環(huán)繞周口店發(fā)掘進(jìn)行的，如第十三地點(diǎn)、第一地點(diǎn)、第四地點(diǎn)、第十五地點(diǎn)和山頂洞的動(dòng)物化石研究，明確了不同地點(diǎn)的相對(duì)年代及其演化過程，為我國第四紀(jì)哺乳動(dòng)物學(xué)的研究奠定基礎(chǔ)。

后期則集中于華南一帶，如巨猿化石，巨猿調(diào)和巨猿動(dòng)物群便是在他的領(lǐng)導(dǎo)和參加下發(fā)現(xiàn)的。他從古生物學(xué)和地層學(xué)上建立了華南早更新世的標(biāo)準(zhǔn)剖面。

裴文中經(jīng)過廣泛調(diào)查和研究后指出：大熊貓—?jiǎng)X象動(dòng)物群在整個(gè)更新世都有生存，早更新世以巨猿洞動(dòng)物群為代表，中、晚更新世可以智人化石的出現(xiàn)作為晚更新的標(biāo)準(zhǔn)。