在儒家“改邪歸正”思想的影響下，王振義率領的研究組選擇了誘導分化治療白血病的途徑。他的研究組證明全反式維甲酸在體內可使新鮮急性早幼粒細胞白血病細胞向成熟細胞分化。1980年，全反式維甲酸批準在臨床上使用，用于治療有些皮膚病。在沒有13 順維甲酸的情況下，取得病人和家屬的同意，他試用全反式維甲酸治療晚期或化療無效的急性早幼粒細胞白血病患者，取得驚人的效果。
　　1988年，王振義教授的學生黃萌珥帶領課題組總結了24例急性早幼粒細胞白血病的治療結果，證明其中23例完全緩解。該療法很快向國內外推廣，并提供那時只有國內可提供的全反式維甲酸。
　　1989年，王振義教授的碩士研究生陳竺、陳賽娟從法國獲博士學位回國工作，他們用先進的思路和分子生物學技術，開展全反式維A酸治療急性早幼粒細胞白血病的作用機制研究，取得了許多創(chuàng)新性的成果，獲國家科技進步二等獎。
　　1992年，在孫關林主持下，總結了我國544例急性早幼粒細胞白血病用全反式維A酸治療的結果，其中84％獲完全緩解。此后，世界各國都先后證實了這種療法的效果：法國1993年54例，完全緩解率91％；美國1995年79例，完全緩解率86％；日本1995年109例，完全緩解率89％。
　　此后，王振義教授又因其杰出成就于1994年獲得了何梁何利科技獎，1996年獲得求是杰出科學獎。在國際上，王振義教授接連獲凱特林腫瘤研究大獎，瑞士布魯巴赫腫瘤研究獎，法國臺爾杜加科學獎，美國血液學會海姆瓦賽曼獎。發(fā)表在Blood(1988年)上的論文獲年度最佳被引證論文獎，至2009年5月，其被引用達1713次。2000年由美國Lichtman等教授編寫的一部長達1000多頁的著作“20世紀具有標志性的血液學論文”一書中，該文被列為全球百年86篇最具有影響的代表論文之一。1992年王振義被選為法國科學院外籍院士；1994年，被選為中國工程院院士； 2001年，被美國哥倫比亞大學授予榮譽科學博士學位，成為我國第一位獲此殊榮的科學家。