Po zakończeniu wojny w czerwcu 1945 zamieszkał w Warszawie i zaangażował się w organizację Instytutu Badań Budowlanych, W 1947 ukazała się jego książka Gruntoznawstwo drogowe, która była pierwszym w języku polskim podręcznikiem laboratorium w zakresie mechaniki gruntów. Od 1950 Zenon Wiłun wykładał mechanikę gruntów na Wydziale Komunikacji Politechniki Warszawskiej, został również cenionym ekspertem w zakresie geotechniki. Wydał ponad tysiąc ekspertyz naukowych dotyczących gruntów pod fundamentami budowanego Pałacu Kultury i Nauki w Warszawie, zapór wodnych w Dębem i Koronowie. Badał przyczyny i metodologię zabezpieczania zsuwów podczas budowy warszawskiej Trasy W-Z i skarp w Sandomierzu, a także zmian obciążenia gruntu pod mostem kolejowym przy Cytadeli. Część ekspertyz dotyczyła przygotowań pod budowę obiektów przemysłowych w Czechosłowacji, Grecji, Indonezji, Iraku, Iranie, Maroku, Turcji, na Węgrzech i w ZSRR. W 1962 został mianowany profesorem nadzwyczajnym, a w 1971 profesorem nadzwyczajnymInżynierowie polscy w XIX i XX wieku, Tom VIII, Polskie Towarzystwo Historii Techniki Warszawa 2005 s. 175-178 ISBN 83- 87992-43-7.