袁隆平小学一年级时，学校组织郊游，走到一个私人办的园艺场，那里花圃很漂亮，桃子结得满满的，葡萄一串串的。“第一次给我很深的印象，这样才学农的。如果带我们去的是又苦又脏又累又穷的地方，恐怕我就不会立志学农了。”
早年间学术界普遍认为，异花授粉的作物自交会出现退化现象，因而杂交有优势；自花授粉的作物自交不会出现退化，那么杂交也就不会有优势。水稻属于自花授粉作物。但袁隆平倾向于杂交优势是生物间的普遍规律。
上世纪60年代初，他在田里看到一株穗大粒多、很饱满的水稻。“我如获至宝，把它留下来第二年种下去。”然而，“鹤立鸡群一株稻”的后代却高的高、矮的矮，没一株像原来那么好。袁隆平很泄气，但灵感突然间就来了：他选的那株一定是杂交稻，否则不会出现性状分离。反过来说，杂交稻确实是具有优势的。
认准了这一点之后，袁隆平就没有动摇过，用他的话说：“上了船你就要划到对岸。”他像候鸟一样往返于湖南和海南之间，让水稻在短时间内能多长几代，加快杂交稻研究的速度。通常需要8年才能完成的杂交育种过程，他和助手们用3年就做完了。
1968年的一天夜里，试验田里的小苗被人拔光了。袁隆平非常心痛，四处寻找，最后在一口井里打捞上来5棵幸存的幼苗。如果没有这5棵苗，他前面4年的工作就白干了。
他抢救的是雄性不育试验秧苗。当初，袁隆平和助手们花了很大力气，才在数以万计的水稻里找出了一个雄性不育株。这种先天不育的株没有办法自己给自己授粉，因而可以异花授粉，让水稻实现杂交。
在这个基础上，袁隆平提出了水稻三系的方法：首先培育出水稻雄性不育系，然后用保持系让这个不育系繁殖下去，最后再用恢复系让不育系的育性得到恢复，产生杂种优势，用于生产。1973年终于实现三系配套成功。
袁隆平等人后来发展出的两系法，则来自田间。1973年，湖北省的农业技术员石明松在田里发现了一种很特别的雄性不育株。它们在夏天时是雄性不育的，到了秋天就变得正常了。经过鉴定，这种水稻属于光敏不育型。
在夏天，这种水稻不育的时候，可以用其他水稻（也就是“恢复系”给它授粉，生产杂交稻种子。到了秋天，它恢复正常了，可以自己繁殖，生产出下一代的不育系。这样，只需要两系就可以实现杂交水稻的生产了。说起来容易，做起来很难，两系杂交稻经过9年努力才在1995年取得成功。
讲起杂交水稻，袁隆平就神采飞扬。中国的超级稻计划开始于1996年，到2000年就实现了第一期目标。“日本是个先进国家，它的水稻面积大概是2500万亩，平均产量是450公斤，我们的第一期超级稻是550公斤，也有2000万亩。印度的产量不到300公斤。”
到了2005年，第二期的目标就实现了，达到了800公斤。袁隆平计算出中国种植的杂交稻可以多养活7000万人口。现在世界上水稻的面积大概有22亿多亩，如果拿一半种上杂交稻，可以多养活4~5亿人口。
2004年“两会”期间，袁隆平提出要进行第三期超级杂交稻的攻关，指标是大面积亩产900公斤。
他们利用分子生物学技术，将野生稻里的两个增产基因导人到栽培稻里；将长势凶猛的稗草的DNA导人，以提高水稻的长势；还跟香港中文大学合作，把C4植物的4个关键酶基因转到了超级杂交稻亲本里去。“植物可以分为两类，一类是C4植物，一类是C3植物。水稻、小麦属于C3植物，玉米、高梁、甘蔗属于C4植物，C4植物的光合效率比C3植物高30%~50%。”
“我们花了7年时间，最后完成了第三期的目标。今年实现了108亩平均产量达到了900公斤以上。”袁隆平说，“大面积推广，一般是打八折，大部分可以搞到7Q0公斤，这不得了。”
日本1981年启动杂交水稻研究计划，1989年国际水稻研究所也立下了超级稻项目，但它们亩产800多公斤的目标至今都没有实现。“所以说我们在杂交水稻方面是远远领先于世界的。”袁隆平说。
袁隆平的第三期超级稻使用了特殊的肥料。“这种肥料富含多种元素，有纳米技术在里面。一般的氮肥利用率只有30%左右，而这个肥料利用率达到了50%左右。”袁隆平说。
高产需要3个基本条件：良种（优良的品种）、良法（栽培技术、方法）、良田。现在，推广的关键在于良田。袁隆平说：“就湖南省来讲，真正称得上是良田的只有1/3。所以国家加大了力度，要改造中低产田。”
有人说袁隆平是中国最富有的农民。上市公司“隆平高科”曾经请袁隆平任董事长，但他不乐意。“我是精神首富。”他说，“我从来不炒股，我占5%的股份，只是象征性的。”
袁隆平有一辆1.6排量的赛欧车，是用于下试验田的。他身上穿的Polo衫是45块钱买的，脚上的鞋是200块钱的。“高楼大厦有压抑感，一天到晚都是金钱的世界，没有什么意思。”
“（上世纪）七八十年代搞杂交稻是解决温饱问题，现在我们做了战略调整，既要高产，也要优质。（口感）好得很。”袁隆平讲，香港记者来研究中心访问时试吃米饭，原先只吃一碗半碗的人，都吃了三四碗。
年过八旬的袁隆平表示，只要体力、脑力允许，就要争取在2020年实现第四期超级杂交稻亩产1000公斤。在理论上，他认为是可以达到的。根据水稻光合作用的利用率来计算，1500公斤都不无可能。