中华人民共和国成立后，由于国家对科学事业的重视，大为激发了汪猷对振兴祖国科学事业的热情，他的研究生涯进入了黄金时期。60年代开始，汪猷先后开展了生命基础物质——蛋白质、核酸、多糖的研究以及有机催化、生物催化、石油发酵和单细胞蛋白生产，模拟酶化学，生物合成等研究。他的研究活动几乎包括了这一时期我国生物有机化学的全部内容。这些研究都以出色的成果载入了我国有机化学发展史册。
1965年9月，我国在世界上首次人工合成了结晶牛胰岛素，它是第一个全合成的、与天然产物性质完全相同的、有生物活性的蛋白质。
胰岛素的分子组成和结构是1955年英国科学家桑格尔（F．Sanger）阐明的。虽然此后各国科学家都开展了胰岛素人工合成的探索，但由于胰岛素结构复杂、合成工作量繁复浩大，直到1958年英国《自然》杂志还断言"人工合成胰岛素在相当长时间里未必会实现。"可是，在这场世界性的科学竞赛中，中国科学家领先了，我国得到了人工合成的结晶的牛胰岛素。这一举世瞩目的成果博得了国际科学界的高度评价。结晶牛胰岛素的全合成是由中国科学院生物化学研究所、上海有机化学研究所和北京大学部分科学家合作进行的。王应睐、汪猷、邢其毅等负责领导组织这项研究工作。汪猷还直接参加了牛胰岛素A链和C14标记的牛胰岛素的全合成等研究项目。对合成方案、产物的鉴定分析标准都提出了明确具体的要求。汪猷与合作者发表了"肽的研究"、"结晶牛胰岛素的全合成"、"牛胰岛素A链的合成及其与天然B链组合成结晶牛胰岛素"、"C14标记牛胰岛素A链和C14标记牛胰岛素的合成"等论文。胰岛素合成成功，推动了我国多肽激素医药工业的建立和生化试剂工业的发展。
自1968年开始至1981年完成的酵母丙氨酸转移核糖核酸的全合成是继胰岛素全合成以后我国自然科学基础研究中又一成就，是我国生物化学及有机化学研究史上又一项崭新的科研成果，也是汪猷科研生涯中耀眼的篇章。1967年4月在北京由当时国家科委主任聂荣臻元帅主持召开有关基础理论研究的座谈会上，汪猷首先提出把核酸化学提到日程上来，作为下一步的攻坚目标。这一建议得到了与会科学家的赞同和聂荣臻元帅的支持。经过酝酿与调查，1968年中国科学院正式下达任务，把"人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸"列为重大科研项目，组织了中国科学院上海生物化学研究所、上海细胞研究所、上海有机化学研究所、生物物理研究所、北京大学、上海化学试剂二厂等单位，前后100余位科技人员从事这项研究。酵母丙氨酸转移核糖核酸分子量在2．6万道尔顿以上，是由76个核苷酸（其中有4种常见的核苷酸、7种修饰的核苷酸）通过磷酸二酯键连接而成的生物大分子。汪猷是协作组副组长，他和协作组组长王应睐及协作组领导成员王德宝等对这项高难度研究进行精心规划。经过13年的艰苦奋战，终于在1981年11月完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的全合成。这是世界上第一个人工合成的含有全部修饰核糖核苷酸的并具有接受丙氨酸、参与蛋白质生物合成等生物活性的丙氨酸转移核糖核酸。这项研究使我国在生命基础物质的研究上步入了新的阶段，且为国家培养了一支从事核酸化学和核酸生物化学的研究队伍。为我国的基因工程、核酸的工业生产、核苷类抗癌药物的研究与生产奠定了基础。汪猷与合作者发表了"酵母丙氨酸转移核糖核酸的全合成"、"核酸化学研究"、"酵母丙氨酸转移核糖核酸3′－半分子（36—76）的合成"、"生物学上有趣的天然大分子的合成研究"、"多核苷酸合成的研究"等多篇论文。汪猷还在国际核酸化学会议、中德核酸蛋白质学术讨论会及中美天然产物化学讨论会上做了学术报告。尽管他工作繁忙，但对此项工作的指导十分具体、细致。他提出并成功地将羧酰咪唑应用于核糖核酸的酰化反应，使核酸化学合成中单体的保护方法的研究获得了进展。随后他又应用31P核磁共振和计算机技术进行羧酰咪唑酰化机制和反应动力学的研究并取得了成果，发表了"在寡聚核糖核苷酸合成中偏磷酸酯在TPS或DCC激活核苷酸的反应中的作用"、"N苯甲酰咪唑与核糖核苷酸的反应机制"、"用31PNMR法研究核糖核酸酶A水解核酸的机制"等论文。
在进行酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工合成研究的同时，汪猷还承担了另一项重大科研项目——天花粉蛋白的化学研究。天花粉是我国特有的引产中药，宋代已有记载。1966年底有机化学研究所的科研人员开始从事这方面研究。1972年汪猷在国家科委的一次科研规划会议上，建议将天花粉的研究列为中国科学院重点课题。他认为这项基础理论研究，既有重大的学术意义，又有明确的应用前景。自1978年开始，汪猷参加和直接指导了对天花粉有效成分天花粉蛋白的一级结构的测定，并与协作单位共同完成了二级结构与空间结构的初步测定。这是完全由我国化学家和物理化学家完成分离、提纯并测定一级及空间结构的第一个蛋白质。当汪猷将这一研究成果在1985年国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）药用天然产物有机化学讨论会上演讲时，受到与会科学家的热烈欢迎和高度评价。他曾与合作者发表了"天花粉的科学评价—历史，化学与应用"等多篇论文，并主编了《天花粉蛋白》一书。
汪猷在多糖化学研究方面也有建树，最突出的成就是与屠传忠等共同研制成功高效、安全的新型代血浆（即血管扩张剂）——羧甲基糖淀粉。这是我国独创的代血浆，和国际上广泛应用的代血浆——右旋糖苷比较效果相同，但具有原料易得、工艺简便等优点，已在临床上广泛应用。1979年英国《自然》杂志有一篇评论高分子代血浆的文章中曾提及中国有不少成果是"重复西方专利资料"，但这项成果则是"原始的"（首创性的）。外国学者到上海有机化学所参观时，至今仍对这个项目很感兴趣。值得一提的是，当初代血浆问世后，需进行健康人安全试验，汪猷是志愿受试的首批报名者之一。
60年代初，汪猷提出开展有机催化和生物催化的基础研究。汪猷和王大琛从事的生物催化研究，迅速取得了成果并显露了应用前景——石油微生物转化。汪猷敏锐地意识到这项研究对国民经济尤其是对农牧业的重要意义，遂不失时机地把这项研究转向应用基础研究，把实验室研究成果扩大到中试和设计试生产，组织协调各项应用试验。汪猷是我国石油发酵生产单细胞蛋白研究的开创者。曾发表"石蜡油微生物氧化产物支链九烷酸和十二烷酸研究的初步报告"、"石蜡油微生物氧化产物羟基羟酸研究的初步报告"、"分枝杆菌石蜡油发酵液中的支链脂肪酸"等论文。汪猷还在1973年维也纳联合国工业发展组织会议和1981年巴黎单细胞蛋白国际会议上分别宣读了"关于石油蛋白作为新饲料的若干问题"和"中国正构烷烃酵母作为食物的进一步研究"等论文。石油发酵生产的单细胞蛋白作为饲料的研究已通过国家鉴定。
汪猷在50年代后期负责并如期完成了国家急需的二个活性染料的剖析任务。在60年代负责完成了对高感光度高空侦察片中片基和增感染料剖析的军工任务。1985年以来，汪猷领导开展了抗疟药青嵩有效成分青嵩素的生物合成研究。发表了论文"青嵩素的二维核磁共振研究"、"青嵩素的生物合成研究"、"青嵩素和青嵩素B生物合成中的关键中间体——青蒿酸"。1986年，在蛋白质化学和核酸化学研究的基础上，汪猷组织人力开展了模拟酸化学的研究，已发表"具有合成核酸活性的多肽I．C－端去四肽和去六肽核糖核酸酶A及其水解和合成活性"等5篇论文。
汪猷的学术成就在国内外学术界享有很高的声誉，受到了国家的嘉奖。其中有二项获国家自然科学一等奖：人工全合成牛胰岛素（1982年7月）及酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成（1988年8月）；一项获国家自然科学二等奖：天花粉蛋白的化学（1988年8月）；一项获中国科学院自然科学三等奖（1956年1月）；以及多项全国科学大会奖（1978年）。
在半个多世纪的研究生涯中，汪猷始终站在有机化学发展的前沿，在生命基础物质的研究以及其他天然产物化学的研究方面取得多项成就，为我国有机化学的发展做出贡献。
