1956年至1961年，他主持了中国科学院新疆综合考察，完成的《新疆农业自然资源开发利用及农业合理布局的远景设想》，为当时的新疆经济建设提供了重要依据，为新疆资源开发和经济建设做出了重要贡献。

　　1963年至1965年，参加并主持了江苏省和华东农业区划调查研究任务，进行了江苏农业区划的总编工作。提出了江苏省的分区划片、因地制宜、发展农业生产的主攻方向和关键措施，对生产部门指导大规模农田基本建设，改革耕作制度安排作物布局、增肥改土等都起到了较好的作用，推动了当时全国农业区划工作的开展。

　　1979年7月，周立三积极接受了国家农委的委托，密切配合国家经济建设的需要。具体负责组织了建国以来首次进行的。对全国农业发展有重大意义的“全国综合农业区划报告”的编写工作。对我国农业自然资源，提出了许多建设性的意见和措施。

　　1984年至1988年，主编完成《中华人民共和国国家农业地图集》。地图集是我国第一部大型综合性农业地图集，具有20世纪80年代国际先进水平。

　　1987年下半年，周立三开拓了国情分析研究新领域，从人口、资源、环境和经济发展的角度，对中国的基本国情和基本矛盾进行了系统分析，引起了中央领导和学术界的高度重视，研究成果得到了中央领导的充分肯定。

　　1993年出版专著《中国农业区划的理论与实践》，对自然资源与农业区划研究进行全面和系统的理论总结。