他的研究领域涉及偏微分方程、流体动力学方程、非线性波、数值分析、应用数学等。主要在双曲型守恒律、流体动力学和数值分析等研究方向取得了非常突出的成就，并在一维激波、高维激波、粘性激波、边界层理论、可压流体与不可压流体方程和松弛格式等领域做出了具有国际影响的研究成果，均发表在国际顶尖的杂志上，受到国内外同行的广泛关注。他的研究论文被多次引用，有的单篇被引用达200 余次。由于他在其研究领域的突出成就，1991年4月获得了美国“Sloan奖”（美国优秀博士后奖）， 1993年9月获得了美国为杰出青年颁发的“美国总统奖”。2002年辛周平教授被邀请在国际数学家大会上做报告，2004年举办的“国际华人数学家大会”上，辛周平教授获得了 “晨兴数学奖”，这是华人数学界的最高荣誉。