Kariera Holnicki-Szulc rozpoczął pracę jako adiunkt w IPPT PAN w 1973 roku. Prowadził badania na Uniwersytecie Michigan w 1978 roku i Lehigh University w 1981 roku. W latach 1983–1999 był profesorem nadzwyczajnym, pracując także jako specjalista badawczy na Virginia Polytechnic Institute w 1988 roku i Northwestern University w 1986 roku. Od 1999 roku jest profesorem zwyczajnym w IPPT PAN, gdzie kierował Centrum Smart-Tech oraz Zakładem Technologii Inteligentnych.
Holnicki-Szulc kierował projektami badawczymi w dziedzinie technologii kosmicznych i produkcji energii. Jako koordynator prowadził projekt UE ADLAND (2008–2010) oraz projekt UE Marie Curie SMART-NEST (2011–2015), skupiający się na adaptacyjnych amortyzatorach do podwozi lotniczych. Wśród krajowych projektów koordynował SMART i SAFE (2008–2012) oraz AIA Polish (2013–2016), rozwijając metody monitorowania stanu konstrukcji, projektowania adaptacyjnego i kontroli drgań.
Dorobek naukowy W swojej książce z 1991 roku Virtual Distortion Method Holnicki-Szulc przedstawił koncepcję wirtualnych dystorsji jako narzędzia obliczeniowego do analizy problemów konstrukcyjnych. W 1995 roku, wspólnie z Jackiem T.