W 1945 opuścił Lwów. W 1945 podjął pracę w Zakładzie Mikrobiologii Lekarskiej Państwowego Zakładu Higieny w Krakowie, a od 1947 kierował Zakładem Antybiotyków PZH w Warszawie. Wspólnie z biochemikiem prof. Tadeuszem Korzybskim rozpoczęli prace nad zwiększeniem wydajności biosyntezy penicyliny i jej oczyszczaniem. W 1946 udali się na stypednium UNRRA do Kanady, gdzie przez pół roku pracowali w Laboratorium MacPhersona na Uniwersytecie w Toronto. W 1950 Kuryłowicz rozpoczął prace nad szczepionkami BCG. W latach 1954–1956 z przerwami pracował w Laboratoriach Centre International de'l Enfance, ośrodka założonego przez Roberta Debré. W latach 1957–1958 był kierownikiem ośrodków naukowych Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie i Szanghaju. Następnie w latach 1958–1963 kierował Zakładem Mikrobiologii w Instytutu Gruźlicy w Warszawie; jednocześnie w Instytucie Antybiotyków w Warszawie objął stanowisko kierownicze w Zakładzie Nowych Antybiotyków (1958–1961). W latach 1964–1980 pełnił funkcję dyrektora Państwowego Zakładu Higieny i kierował w nim Zakładem Badania Surowic i Szczepionek.
W 1954 uzyskał tytuł profesora nadzwyczajnego, w 1963 zwyczajnego. Był autorem ponad 270 prac naukowych. Zainicjował w Polsce produkcję antybiotyków.