Chybińskim do jego śmierci w 1952.
W 1949 habilitował się na Uniwersytecie Poznańskim na podstawie dorobku naukowego oraz pracy pt. Zagadnienia konstrukcyjne w sonatach fortepianowych Karola Szymanowskiego. W 1951 został docentem, 1954 profesorem nadzwyczajnym, a w 1960 profesorem zwyczajnym w Instytucie Muzykologii na Uniwersytecie Warszawskim, gdzie pracował do emerytury w 1978. W latach 1958–1976 kierował Katedrą Powszechnej Historii Muzyki IMuz UW. W latach 1951–1968 pracował również w Instytucie Sztuki PAN, kierując tam Zakładem Historii i Teorii Muzyki, który stworzył od podstaw. 22 lipca 1964 roku, z okazji 20-lecia Polski Ludowej, otrzymał Nagrodę Państwową II stopniaDziennik Polski, rok XX, nr 171 (6363), s. 1..
W najwcześniejszych pracach realizował postulaty fenomenalistyki muzycznej, inspirowane pracami E. Kurtha i H. Mersmanna, niekiedy z wpływami ideowymi marksizmu. Później skierował uwagę ku zagadnieniom muzyki dawnej (historia harmonii i kontrapunktu) oraz nowoczesnej sonorystyki. Stworzona przez Chomińskiego teoria sonologii, jedno z największych osiągnięć powojennej muzykologii w Polsce, miała za zadanie wyjaśniać brzmieniowe cechy dzieła muzycznego, konstytuujące muzyczną strukturę i formę.