Ông nghiên cứu về lãnh vực phương trình đạo hàm riêng, hàm đặc biệt và đã công bố hơn 70 bài báo khoa học trên các tạp chí uy tín trên thế giới[6].

Từ những năm 1980, ông là người tiên phong tham gia hợp tác giảng dạy và nghiên cứu giữa Pháp và Việt Nam tại ĐHTH TP Hồ Chí Minh. Cùng với GS Đặng Đình Áng ông có công gây dựng đội ngũ nghiên cứu về giải tích và phương trình đạo hàm riêng ở miền nam.[2]

Nhiều nhà toán học trẻ Việt Nam đã được ông hướng dẫn và nâng đỡ trong con đường sự nghiệp, trong đó có Phan Thành Nam (Giải thưởng Hội toán học châu âu năm 2020). Chính giáo sư Định đã dìu dắt Nam giai đoạn du học ở Pháp[7][3].