Od 1949 pracował w Politechnice Śląskiej w Gliwicach, kolejno jako asystent, docent i profesor. Początkowo na Wydziale Elektrycznym, a w 1964 przeniósł się na współtworzony przez niego Wydział Automatyki (od 1984: Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki). Kierował Katedrą Kompleksowych Systemów Sterowania oraz Instytutem Informatyki. W latach 1953–1969 był zastępcą dyrektora ds. naukowych Instytutu Automatyki PAN w Warszawie. W 1968 współtworzył Zakład Systemów Automatyki Kompleksowej PAN w Gliwicach, przekształcony w 1989 w Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej PAN. Prof. Węgrzyn był jego dyrektorem do roku 2002, a w latach 2003–2006 dyrektorem do spraw naukowych.
W latach 1958–1976 był inwigilowany i namawiany do współpracy przez SB. Jego postawa uniemożliwiła pozyskanie go do współpracy, a jednocześnie nie dawała podstaw do zabraniania mu działalności akademickiej.