Swoją karierę uniwersytecką zaczął jeszcze przed ukończeniem studiów jako asystent prof. Jerzego Suszki.
Kariera naukowa Początki kariery naukowej Kołosa przypadły na czas, w którym pojawiły się pierwsze możliwości zastosowania maszyn liczących do problemów chemii kwantowej. Praca doktorska Kołosa, Wpływ zahamowanej rotacji na rozpraszanie niskoenergetycznych neutronów przez związane protony, obroniona w 1953 roku na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego pod kierunkiem Leopolda Infelda nie miała jeszcze takiego charakteru, ale wyjazd w 1957 roku do University of Chicago, umożliwił rozpoczęcie obliczeń dla cząsteczki wodoru.
W latach 1961–1966 Kołos kierował grupą badawczą w Instytucie Badań Jądrowych w Świerku, a w 1965 roku stanął na czele Katedry Chemii Teoretycznej Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego, przekształconej później w Pracownię Chemii Kwantowej. W 1969 roku został profesorem zwyczajnym i członkiem korespondentem Polskiej Akademii Nauk, a od 1976 roku członkiem rzeczywistym.
Wyróżnienia Otrzymał między innymi, Medal im. Mikołaja Kopernika przyznawany przez PAN, Medal Śniadeckiego Polskiego Towarzystwa Chemicznego, oraz tytuł doktora honoris causa jego macierzystej uczelni, Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza.