1960年罕見的天災人禍，帶來了嚴重的糧食饑荒，一個個蠟黃臉色的水腫病患者倒下了……隆平的5尺之軀也直接經歷了飢餓的痛苦。
袁隆平目睹了嚴酷的現實，他輾轉反側不能安睡。他想起舊社會，人民受統治階級的剝削壓迫，受戰爭的痛苦，缺衣少食，流離失所。今天，人民當家作主，但仍未擺脫飢餓對人們的威脅。他決心努力發揮自己的才智，用學過的專業知識，儘快培育出畝產過800斤、1000斤、XX斤的水稻新品種，讓糧食大幅度增產，用農業科學技術戰勝飢餓。
袁隆平贊成這樣一個公式：知識+汗水+靈感+機遇=成功。
他依據對遺傳學已有的較深的認識，對試驗田裡的退化植株仔細進行觀察和統計分析，不僅論證“鶴立雞群”的稻株是“天然雜交稻”，而且從其第一代的良好長勢，充分證明水稻也存在明顯的雜交優勢現象，試驗結果使他確信，搞雜交水稻的研究，具有光明的前景！
可是，雜交水稻是世界難題。因為水稻是雌雄同花的作物，自花授粉，難以一朵一朵地去掉雄花搞雜交。這樣就需要培育出一個雄花不育的稻株，即雄性不育系，然後才能與其他品種雜交。這是一個難解的世界難題。袁隆平知難而進，他認為，雄性不育系的原始親本，是一株自然突變的雄性不育株，也能天然存在。中國有眾多的野生稻和栽培稻品種，蘊藏著豐富的種子資源，是水稻的自由王國，“外國沒有搞成功的，中國人不一定就不能成功”。
袁隆平邁開了雙腿，走進了水稻的莽莽綠海，去尋找這從未見過、而且中外資料沒見過報導的水稻雄性不育株。時間一天天過去，袁隆平頭頂烈日，腳踩爛泥，駝背彎腰地、一穗一穗地觀察尋找。“功夫不負有心人”，終於在第14天發現了一株雄花花葯不開裂、性狀奇特的植株。袁隆平欣喜若狂。
1964年6月到1965年7月，他和妻子鄧則，又找到了6株雄性不育的植株。成熟時，分別採收了自然授粉的第一代雄性不育材料種子。經過兩個春秋的試驗和科學數據的分析整理，撰寫出第一篇重要論文《水稻的雄性不孕性》，發表在1966年《科學通報》第17卷第4期上。文中還預言，通過進一步選育，可以從中獲得雄性不育系、保持系 （使後代保持雄性不育的性狀）和恢復系 （恢復雄性可育能力），實現三系配套，使利用雜交水稻第一代優勢成為可能，將會給農業生產帶來大面積、大幅度的增產。這篇重要論文的發表，被一些同行們認為是“吹響了第二次綠色革命”的進軍號角。
又經過8年曆經磨難的“過五關”（提高雄性不育率關、三系配套關、育性穩定關、雜交優勢關、繁殖制種關），到1974年配製種子成功，並組織了優勢鑑定。1975年又在湖南省委、省政府的支持下，獲大面積制種成功，為次年大面積推廣作好了種子準備，使該項研究成果進入大面積推廣階段。
1975年冬，國務院作出了迅速擴大試種和大量推廣雜交水稻的決定，國家投入了大量人力、物力、財力，一年三代地進行繁殖制種，以最快的速度推廣。1976年定點示範208萬畝，在全國範圍開始套用於生產，到1988年全國雜交稻面積1.94億畝，占水稻面積的39.6％，而總產量占18.5％。XX年全國累計種植雜交稻面積12.56億畝，累計增產稻穀1000億公斤以上，增加總產值280億元，取得了巨大的經濟效益和社會效益。民眾交口稱讚靠兩“平”解決了吃飯問題，一靠黨中央政策的高水平，二靠袁隆平的雜交稻，人們用樸實的語言，說出了億萬中國農民的心裡話。