Năm 1958, ông là chủ nhiệm bộ môn Lịch sử Việt Nam cổ trung đại, Khoa Lịch sử Đại học Tổng hợp Hà Nội.
GS là Chủ tịch Hội Sử học Việt Nam từ năm 1988 đến 2016.
Năm 1995, GS. Phan Huy Lê sáng lập khoa Đông phương học, Trường ĐH Khoa học xã hội và nhân văn, ĐHQG Hà Nội.
Ông nhận danh hiệu Nhà giáo nhân dân năm 1994; Ông là người Việt Nam đầu tiên được Nhật Bản trao tặng Giải thưởng quốc tế văn hoá châu Á Fukuoka năm 1996.
Năm 2002, ông được Chính phủ Pháp trao tặng Huân chương Cành cọ Hàn lâm.
Năm 2000, ông được trao giải thưởng Nhà nước về khoa học – công nghệ với tác phẩm “Tìm về cội nguồn”.Ông là tác giả của hàng trăm công trình nghiên cứu có giá trị về lịch sử, trong đó có những công trình nổi bật như “Chế độ ruộng đất và kinh tế nông nghiệp thời Lê Sơ”, “Lịch sử chế độ phong kiến Việt Nam”, “Khởi nghĩa Lam Sơn”, “Phong trào nông dân Tây Sơn”, “Lịch sử và văn hoá Việt Nam”, “Các giá trị truyền thống và con người Việt Nam hiện nay”, “Tìm về cội nguồn”, “Lịch sử Thăng Long – Hà Nội”…
Năm 2016, công trình “Lịch sử và văn hóa Việt Nam - Tiếp cận bộ phận” của ông được trao giải thưởng Hồ Chí Minh.
Ngoài ra, ông còn là ủy viên của nhiều Hội đồng Quốc gia như Hội đồng Quốc gia chỉ đạo biên soạn Từ điển Bách khoa, Hội đồng Chính sách Khoa học và Công nghệ Quốc gia, Hội đồng Lý luận Trung ương, Hội đồng Khoa học và Đào tạo Đại học Quốc gia Hà Nội, Hội đồng Học hàm Nhà nước, Hội đồng Di sản Văn hóa Quốc gia...