W 1978 r. wyjechał na staż podoktorski do Roche Institute of Molecular Biology w Nutley, gdzie Aaron Shatkin dokonał odkrycia struktury czapeczki na końcu 5′ mRNA reowirusa. Darżynkiewicz rozpoczął badania tegoż kapu i kontynuował je po powrocie w 1980 r. do Polski, przeprowadzając jego chemiczne modyfikacje na potrzeby dalszych badań biologicznych i biofizycznych. Rozpoczęte przez niego badania doprowadziły do odkrycia sposobu zwiększenia trwałości mRNA, a opracowaną technologię skomercjalizowano poprzez podpisaną w 2010 r. umowę licencyjna z firmą farmaceutyczną BioNTech AG. Za związane z tymi patentami badania Darżynkiewicz oraz prof. Jacek Jemielity i dr hab. Joanna Kowalska otrzymali w 2018 r. nominację do nagrody European Inventor Award. Ponadto w latach 1984-1988 czterokrotnie wyjeżdżał na staże do laboratorium prof. Stanleya Tahary na Uniwersytecie Południowej Kalifornii w Los Angeles.
Był także twórcą i kierownikiem Laboratorium Biologii Molekularnej i Biofizyki w Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego. Był współautorem 1924 publikacji, cytowanych ponad 7 tysięcy razy (marzec 2024). Wyróżniony medalem im.