கோசாம்பி 1944ல் வரைபடங்களை ஆராய்ந்து புகழ்பெற்ற ஆய்வேடு ['The Estimation of Map Distance from Recombination Values’] ஒன்றை வெளியிட்டார். இது கோசாம்பியின் வரைபடசெயல்பாட்டுக் கொள்கை எனப்படுகிறது. அதேபோல புள்ளியியலிலும் முக்கியமான சில முன்னோடி முயற்சிகளைச் செய்தார். proper orthogonal decomposition (POD) என அழைக்கப்படும் அந்த ஆய்வு இன்றும் புகழ்பெற்றுள்ளது.

இக்காலகட்டத்தில் கோசாம்பி வரலாற்றாய்வுக்குள் புகுந்தார். சம்ஸ்கிருதத்தை கற்றுத்தேர்ந்தார். மூலநூல்களைத் தேடி ஆராய்ந்தார். சம்ஸ்கிருதச் செவ்வியல் கவிஞரான ஃபத்ருஹரி பற்றிய முக்கியமான ஆய்வுக்கட்டுரை ஒன்றை 1948ல் பிரசுரித்தார்.
ஏறத்தாழ இக்காலகட்டத்தில் கோசாம்பி அரசியல் செயல்பாடுகளிலும் பங்கேற்றார். காங்கிரஸின் தீவிரச்செயல்பாட்டாளராக அவரது தந்தை இருந்தபோதிலும்கூட கோசாம்பி மார்க்ஸிய ஆய்வுமுறைகளிலும் மார்க்ஸிய அரசியலிலும் தீவிரமாக ஈடுபட்டார்.

1945ல் ஹோமி பாபா, கோசாம்பியை டாட்டா இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் ஃபண்டமெண்டல் ரிசர்ச் (TIFR) அமைப்புக்கு அழைத்தார். அங்கே கோசாம்பி கணிதத்தில் ஆய்வுசெய்தார். அன்று உருவாகி வந்துகொண்டிருந்த கணிப்பொறியலை ஆய்வுசெய்வதற்காக 1948 முதல் இரு வருடங்கள் கோசாம்பி யுனெஸ்கோ உதவியுடன் இங்கிலாந்துக்கும் அமெரிக்காவுக்கும் சென்றார். அப்போது சிகாகோ பல்கலைக்கழகத்தில் கணிதப் பேராசிரியராகவும் பணியாற்றினார். பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக்கழகத்தின் உயராய்வுக் குழுமத்திலும் பணியாற்றினார்.

லண்டனில் அவருக்கு இந்தியவியலாளர் ஏ.எல்.பாஷாம் அவர்களுடன் நெருங்கி பழக நேர்ந்தது. அது அவரை மீண்டும் வரலாற்றாய்வுகளில் ஆர்வம் கொள்ளச் செய்தது .இந்தியா திரும்பிய கோசாம்பி இந்திய அரசியலிலும் ஈடுபட்டார். கோசாம்பி ருஷ்ய ஆதரவு மனநிலை கொண்டவர். ஆனால் உலக அமைதி இயக்கத்தில் சேர்ந்து உலக அமைதிக்காகப் போராடினார். இந்தியாவில் அணுசக்தி மயமாதலுக்கு எதிரான கருத்துக்களைப் பரப்பியதில் பெரும்பங்கு அவருக்கு உண்டு. கோசாம்பி அணு ஆற்றலுக்கு மாற்றாக மாற்று எரிபொருட்களை உருவாக்கவேண்டுமென கருத்துக்கொண்டிருந்தார்.

இக்காலகட்டத்தில் இந்தியாவின் தொன்மையான வரலாற்றை ஆராய்ந்த கோசாம்பி அவரது புகழ்பெற்ற முதல் வரலாற்று நூலை 1956ல் வெளியிட்டார். ‘இந்திய வரலாற்றாய்வுக்கு முன்னுரை' பல முக்கியமான வினாக்களை எழுப்பிய இந்த நூல் பெரிதும் பேசப்பட்டது.1952 முதல் 1962 வரை சீனாவில் இருந்த கோசாம்பி சீனப்புரட்சியை நேரில் கண்டார். பின்னர் டாட்டா அறிவியல் ஆய்வுக்கழகத்தில் இருந்து விலகிய கோசாம்பியின்ஆய்வு முழுக்க முழுக்க இந்திய வரலாற்றில் குவிந்தது. அவரது பெரும்படைப்பு என்று கருதப்படும் ’பண்டைய இந்தியாவின் பண்பாடும் நாகரீகமும்’ என்ற நூல் 1965ல் வெளிவந்தது. இந்நூல் தமிழில் எஸ்.ஆர்.என்.சத்யாவால் மொழியாக்கம்செய்யப்படது.

கோசாம்பி இந்திய அறிவியல் தொழில் துறைக் கழகத்தின் முதுநிலை ஆய்வாளராக நியமிக்கப்பட்டார். அக்காலகட்டத்தில்தான் அவரது முக்கியமான வரலாற்று ஆய்வேடுகள் வெளிவந்தன. இக்காலகட்டத்தில் குழந்தைகளுக்கான கதைகளையும் நிறைய எழுதினார். அவர் எழுதியவற்றில் கணிசமானவை அவர் காலகட்டத்தில் பிரசுரமாகவில்லை.கோசாம்பி ஜூன் 29, 1966ல் காலமானார். அவரது மரணத்துக்கு பின் அவருக்கு இந்திய பல்கலை மானியக்குழுவின் உயரிய விருதான 'ஹரி ஓன் ஆஷ்ரம்' விருது அளிக்கப்பட்டது.

கோசாம்பியின் வரலாற்றாய்வுமுறை இந்திய வரலாற்றாய்வில் பெரும் திருப்புமுனையாக அமைந்தது. ஒரு மன்னனின் பெயரைவிட எந்த வகையான கலப்பை பயன்படுத்தப்பட்டது என்பதே வரலாற்றை ஆராய்வதற்கு முக்கியமானது என அவர் கூறினார். உற்பத்திமுறை, வினியோகம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் சமூகப் பரிணாமத்தை உருவகித்து அதைக்கொண்டு வரலாற்றை உருவாக்க முற்பட்டார். மதக்குறியீடுகள், சடங்குகள், ஆசாரங்கள் போன்றவற்றை சமூக வளர்ச்சியின் சித்திரத்தை காட்டும் அடையாளங்கள் என்று அவர் விளக்கினார். ‘தொன்மமும் உண்மையும்’ என்ற அவரது நூலில் இந்திய தெய்வங்களை இந்தியாவின் சமூக வளர்ச்சி பற்றி ஆராய்வதற்கான குறியீடுகளாக அவர் பயன்படுத்துவதைக் காணலாம். மார்க்சிய ஆய்வாளரான கோசாம்பியின் ஆய்வுமுறையை மேலெடுத்த ஆய்வாளர்கள் என ஆர்.எஸ்.சர்மா, இர்பான் ஹபீப் (Irfan Habib), ரொமிலா தாப்பர் போன்றவர்களைச் சொல்லலாம். இன்றும் அவரது ஆய்வுமுறை வெற்றிகரமாகக் கையாளப்படுகிறது.