1962-ben lett a Veszprémi Vegyipari Egyetem Analitikai Kémia Tanszék tanszékvezető professzora, majd 1968 és 1970 között rektorhelyettese. 1970-ben újabb felelős munkakört vállalt a Budapesti Műszaki Egyetemen, az Általános és Analitikai Kémia tanszék tanszékvezetőjeként és az MTA Műszaki Analitikai Kémia Tanszéki Kutatócsoportjának vezetőjeként.

Kutatási területe az analitikai kémia, ezen belül elsősorban az ionszelektív elektródok és az áramló oldatos elemzés voltak. Jelentős szerepe volt a magyar kémiai műszergyártás megteremtésében, 1957-től körülbelül száz találmányát jegyezték. A tanszéki munka mellett több más felelősségteljes munkakört is elvállalt. 1972-1981 között volt a Budapesti Műszaki Egyetem Vegyészmérnöki Karának dékánja. 1990-1994 között a kutatásért és fejlesztésért felelős tárca nélküli miniszter, az Országos Műszaki Fejlesztési Bizottság (OMFB), és az Országos Atomenergia Bizottság, valamint 1992-1994 között a Magyar Űrkutatási Tanács elnöke volt. 1999-ben a kormány Tudományos Tanácsadó Testületének tagja.

Számos könyv és több mint 500 tudományos cikk szerzője a modern analitikai kémia területén. A Magyar Kémiai Folyóirat szerkesztője és több mint tíz nemzetközi tudományos folyóirat szerkesztőbizottságának tagja volt.

Számos hazai és külföldi szakmai egyesületnél vállalt tisztséget. A Magyar Tudományos Akadémia 1967-ben levelező, majd 1976-ban rendes tagjává választotta. Nyugdíjba vonulása után az egyik fő munkaterülete az általa 1994-ben létrehozott Bay Zoltán Kutatási Alapítvány vezetése volt.

Pungor Ernő sikerekben gazdag életútjának társadalmi elismerése már életében megtörtént. Ezt bizonyítják a különböző kitüntetések: Than Károly emlékérem (1964,1984), Hanus Érem (1966), MTESZ-nagydíj (1969), Állami Díj (1973), Kiváló Feltaláló (1976, 1979), Schulek Emlékérem (1976), Robert Boyle Aranyérem (1986, 1996), Pro natura (1986), Talanta Aranyérem (1986), Jendrassik Loránd Emlékérem (1988), Akadémiai Aranyérem (1988), MTESZ-díj (1989), Fraunhofer Érem (1993), Gábor Dénes-díj (1995), Magyar Örökség Díj (1999). A Royal Society of Chemistry, az angol tudományos akadémia kémiai osztálya tiszteletbeli tagjának választotta 1993-ban.

Pokol György, a BME Vegyész- és Biomérnöki Karának dékánja így búcsúzott tőle 2007-ben: „Olyan ember állt a tanszék és a kutatócsoport élén, akit nem befolyásolt, hogy ki honnan jött, melyik nemhez, valláshoz, vagy társadalmi csoporthoz tartozik, akinél a megítélés alapja a munka színvonala és eredményessége – egyszóval a minőség volt. …Tekintélyével, a tudományos szervezetekben kifejtett tevékenységével, széles körű kapcsolataival nem csak ahhoz járult hozzá, hogy a magyar kutatók bekapcsolódjanak a tudomány nemzetközi vérkeringésébe, de oroszlánrészt vállalt a határainkon kívül – közel vagy távol – élő magyar tudósokkal való kapcsolat helyreállításában is. …Nagy ember, igazi egyéniség volt. Kisugárzását mindenki érezte, ha valahol megjelent, azonnal a középpontba került. …Egy Vasszécsényben született és rendkívüli tehetséggel, munkabírással és akarattal megáldott parasztfiú elindult a tudomány világába, a magyar és a nemzetközi szellemi élvonal felé, és oda úgy érkezett meg, hogy mindvégig hű maradt önmagához, szűkebb és tágabb szülőhazájához. Pungor Ernő egész élete a bizonyíték, hogy ez igenis lehetséges. Egyénisége, életműve egyedülálló és utánozhatatlan, példája mégis arra hív minket, hogy igazi célokat tűzzünk ki, és merjünk azokért dolgozni, küzdeni és élni.”