Организатор и первый руководитель(1961–1982) кафедры структурной и прикладной (с 1988 – теоретической и прикладной) лингвистики филологического факультета МГУ. Эта кафедра вместе с соответствующим отделением факультета стали ведущим в стране центром подготовки специалистов по теоретической лингвистике; на основе программ, разработанных под руководством Звегинцева, получили образование многие ныне активно действующие лингвисты; сам он преподавал на отделении историю и теорию лингвистики и руководил аспирантами. Автор книг Семасиология (1957; фактически первая отечественная книга по теоретической семантике); Язык и лингвистическая теория (1973); Предложение и его отношение к языку и речи (1976) и др.

Звегинцев был метатеоретиком, основным предметом его интереса был не столько сам язык, сколько наука о языке, ее история, современное состояние и возможные пути развития. В его творческом наследии особенно важны работы по истории лингвистики. В 1950–1960-е годы три издания выдержала составленная им хрестоматия История лингвистики XIX и XX веков в очерках и извлечениях, до сих пор остающаяся наиболее представительным собранием на русском языке важнейших лингвистических текстов.

Начиная с конца 1950-х годов исключительно важную роль играли усилия Звегинцева по ознакомлению отечественных ученых с тенденциями развития мировой науки о языке – от возникновения генеративизма до становления когнитивной лингвистики в 1980-е годы. Звегинцев основал серию «Новое в лингвистике» (позднее «Новое в зарубежной лингвистике», с 1960 – 25 выпусков; частично переиздается с 1999), составителем и редактором ее первых выпусков, а также важного десятого выпуска, посвященного лингвистической семантике, автором предисловий ко многим переводам трудов зарубежных лингвистов.

В посмертно изданной книге Мысли о лингвистике (1996) 3вегинцев рассматривал развитие мировой лингвистической науки, подчеркивая необходимость объясняющего подхода к языку и изучения языка в комплексе, принимая во внимание роль говорящего и слушающего. В книге исследуется отношение языка и знания и роль лингвистики в современной научно-технической (информационной, телекоммуникационной) революции – проблема, которая очень интересовала ученого в последние годы его жизни и к которой он пытался привлечь внимание других ученых в своих статьях начиная с конца 1970-х годов.