1955年、1959年和1965年，他發(fā)表了一系列總結性論文，根據(jù)新的發(fā)現(xiàn)和研究，不斷擴充其內(nèi)容和提出新的認識，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。

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

有關新石器時代考古，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月的調(diào)查試掘，共發(fā)現(xiàn)新石器時代遺址達93處之多。

通過這次調(diào)查，對甘肅史前遺存的分布、分期有了更深入的認識，并對過去的錯誤有所糾正，對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月的考古調(diào)查，對這一帶遺址的分布、分期以及史前時期的“絲綢之路”等，都有了更深入的認識，特別是沙井文化的命名又是對“六期”說的再次突破。

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

后期則集中于華南一帶，如巨猿化石，巨猿調(diào)和巨猿動物群便是在他的領導和參加下發(fā)現(xiàn)的。他從古生物學和地層學上建立了華南早更新世的標準剖面。

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