张慧廉正式和水稻结缘应该从1974年算起。那年冬天，张慧廉去了海南岛向袁隆平学习杂交水稻培育，开始正式从事水稻研究。带着与研究昆虫同样执着，他经过2年多的研究，首次从栽培稻中找到了不育细胞质，并由此培育出一种全新的杂交水稻——印水型杂交水稻。

　　来浙江是1994年的事了。由于浙江缺乏杂交水稻的学科带头人，张慧廉被邀请到中国水稻研究所工作。在浙江生活了十多年，张慧廉这样形容这里的科研环境，“中国水稻科学研究所学术空气浓，氛围好，我也就能够更加踏踏实实地搞科研了。”

　　中国水稻研究所在海南三亚有个“南繁试验点”，张慧廉和三个助手一年里就是杭州三亚两地跑。每到3月水稻抽穗时节他就前往海南选种，3月底回到杭州，在这边的试验田里选育水稻，直到10月底。可能是因为长时间呆在田地里，张慧廉落下了关节炎。但他并没有抱怨，还乐呵呵地说：“这点病没什么，又不影响走路，我还要下地干活呢。”

　　从事水稻研究31年来，张慧廉培育了一系列印水型杂交水稻不育系，并独立选育了27个印水型杂交水稻组合，还与全国各地的科学家合作，选育审定了147个组合。