We wrześniu 1946 roku po obronie pracy magisterskiej pt. Niemiecka Hauptschule odszedł ze służby wojskowej. Pracę naukową rozpoczął w Katedrze Pedagogiki Ogólnej Uniwersytetu Łódzkiego. W czerwcu 1948 roku obronił pracę doktorską pt. Zabawa a rzeczywistość, recenzowaną przez Sergiusza Hessena, Marię Librachową oraz Bogdana Suchodolskiego. W następnym roku przeniósł się do Katedry Pedagogiki Ogólnej Uniwersytetu Warszawskiego. W 1955 roku otrzymał tam tytuł profesora nadzwyczajnego, w latach 1958–1960 pełnił funkcję dziekana Wydziału Pedagogicznego UW, a w latach 1961–1974 był kierownikiem Instytutu Pedagogiki. W roku 1962 należał do współzałożycieli International Society for Group Activity in Education, w której od 1984 roku pełnił funkcję honorowego przewodniczącego. W roku 1966 otrzymał tytuł profesora zwyczajnego UW. thumb|Grób Wincentego Okonia na cmentarzu Powązkowskim w WarszawieWiększość pracy badawczej związał z Uniwersytetem Warszawskim i Uniwersytetem Śląskim w Katowicach. Zajmował się procesem dydaktycznym oraz jego uwarunkowaniami, kształceniem wielostronnym, historią myśli pedagogicznej XIX i XX wieku, zagadnieniami związanymi z pedeutologią, problematyką organizacji badań pedagogicznych. W roku 1973 został członkiem rzeczywistym PAN, a w latach 1974–1984 był przewodniczącym Polskiego Komitetu Nauk Pedagogicznych.