Praca naukowo-dydaktyczna Bolesław Gutowski swoją pierwszą pracę badawczą opublikował jako student trzeciego roku, pracując pod opieką naukową prof. F. Czubalskiego. W 1923 opracował oryginalną metodę biodializy do uzyskiwania aktywnych substancji z narządów i tkanek, która wkrótce stała się podstawową metodą badań w neurofizjologii i endokrynologii. Przy jej użyciu odkrył obecność w zwoju gwiaździstym substancji niebiałkowej biologicznie aktywnej, która podnosi ciśnienie krwi i znosi skurcze mięśni, jelit i macicy. W swojej pracy habilitacyjnej z 1926 wykazał istnienie substancji aktywnych w mózgu, które podnoszą ciśnienie krwi. Badał chemiczną, hormonalną i nerwową regulację wydzielania soków, żołądkowego i trzustkowego u psów i ptaków. Dokonał pionierskich badań nad neurohormonami mózgu i działaniem histaminy na wydzielanie soku żołądkowego. W pierwszych latach powojennych Profesor zainicjował badania nad fizjologią trawienia u przeżuwaczy. Badania dotyczyły przemian azotowych w żwaczu i jelicie grubym owiec i bydła oraz przebiegu trawienia łącznie z rozkładem włókna surowego po zastąpieniu w dawce pokarmowej pewnej ilości białka strawnego przez azot niebiałkowy. Ponadto prowadzono badania nad sekrecją żołądkową, motoryką jelita grubego i funkcją przewodu pokarmowego u zwierząt dzikich.