王小凡教授在細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、DNA損傷與修復(fù)、腫瘤微環(huán)境等多個腫瘤相關(guān)領(lǐng)域均有重要建樹。他首先克隆了TGF-βIII型和II型受體，是TGF-β研究領(lǐng)域極為重要的發(fā)現(xiàn)，并對TGF-β后來的研究產(chǎn)生了深遠的影響。他繼而對TGF-β及其介導(dǎo)的下游信號通路進行了深入系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)多個重要的調(diào)控因子及其相關(guān)機制。包括最近發(fā)現(xiàn) 特定的 microRNA分子和分泌蛋白作為TGF-β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的中間載體而影響腫瘤微環(huán)境的分子機制。王小凡教授在TGF-β相關(guān)研究領(lǐng)域先后發(fā)表了130 多篇論文，其中在《Cell》，《Nature》，《Science》，《Genes & Dev》，《PNAS》等高水平雜志上發(fā)表20 余篇。從2006年起，他開始擔(dān)任國際上有重大影響的《生物化學(xué)期刊》（Journal of Biological Chemistry）的副主編，是JBC建刊百余年來的第一位亞裔副主編。在他擔(dān)任副主編期間，介紹和推薦了幾十位中國科技界領(lǐng)軍人物，包括兩院院士，先后進入《生物化學(xué)期刊》（Journal of Biological Chemistry）編委會，為擴大中國籍科學(xué)家在世界的影響做出了巨大貢獻。

從2007年起他被聘請為中國國務(wù)院僑辦海外專家咨詢委員會委員，并于2010年起被聘任為科技部重大科學(xué)計劃專家組成員，從而直接參與了對科研計劃評審過程中相關(guān)問題的許多改革工作。為了幫助建立一個學(xué)術(shù)專家主導(dǎo)的科研評估體系，從2008年開始由王小凡教授組織國際專家團隊，對中國科學(xué)院生命科學(xué)領(lǐng)域十多個研究所以及清華大學(xué)生命科學(xué)院、上海交通大學(xué)生命科學(xué)院與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)院，北京大學(xué)生命科學(xué)院，浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院等大學(xué)學(xué)院,和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院進行了一系列的國際評估，為推動我國科研評價體制的改革做出了重要貢獻。