1940年9月，叶培大在重庆国民政府中央广播电台值班，担任工务员工作，先后做过广播处的技术工作，兼管扩音工作，装备扩音器，参加过10千瓦中波机及单杆天线的安装工作。1946年冬，曾主持设计、安装、调测当时100千瓦中波机、大型对美对欧的菱形天线，以及南京淮海路播音大厦的音响设备。

　　中华人民共和国成立后，叶培大在天津北洋大学任教期间，凭借多年在广播电台从事实际工作的经验，协助改进当时双桥广播发射台的工作;协助设计、安装、测试天安门广播扩音系统;主持省级广播电台播音大厦标准设计等，为恢复新中国的广播事业作出了重要贡献。

　　1950年叶培大在《电信建设》上发表了“杜黑特100千瓦电路的设计、安装与测试”一文，这是他多年从事实际工作的理论结晶。此文连同其后发表的“中和射频放大器概念”，被当时清华等许多大学列为必读补充教材。 微波通信和光纤通信的开拓者之一

　　1955年，叶培大主持研制微波收发信机，获得成功。1958年他与中国科学院合作研究“毫米波圆波导H01通信系统”，取得成果，并发表论文多篇，如“波导H01通信调制方式研究”、“H01圆波导远距离传输理论”、“微波中继圆波导馈线”、“同轴波导不连续性理论的两点补充”等。

　　1964年叶培大又与中国科学院电子学研究所合作，在国内首先研究大气光通信，并在北京、上海等地成功地进行了大气光通信实验。这一时期发表的论文主要有“旋磁理论”、“微波理论与技术发展”。

　　“文化大革命”开始后，叶培大的科研工作被迫中断了8年。1974年参加邮电部960路微波中继Ⅱ型机的研制工作，叶培大克服种种困难，在国内首次研制出微波波导校相器、微波波导直接耦合滤波器以及微波分并路器等，为提高960路微波中继Ⅱ型机的质量作出了重要贡献。这项科研成果获1978年全国科学大会奖(集体)。此外，他还设计了120路数字微波系统。并在该系统设计、研制工作的基础上，与人合著出版了《数字微波通信系统及计算机辅助设计》一书。该书的出版，适应了微波通信制式数字化和系统设计普遍采用计算机辅助手段的发展趋势，为我国微波通信的发展作出了贡献。

　　1978年叶培大恢复光通信研究工作后，及时抓住“相干光纤通信系统的研究”这一具有战略意义的世界性前沿课题。组织攻关，作出了重大贡献，带动了全国的光通信研究工作。1979年夏，北京邮电学院受国家科委委托举办了首次全国光通信技术学习班，由叶培大领衔授课。这次学习班对全国光通信的开展起了启蒙和推动作用。80年代初，叶培大在指导其研究生研究多模光纤传输系统中模式噪声时发表的论文获1983年北京市优秀学术成果奖和世界通信年优秀论文奖。1986年 他与人合作的“六五”攻关项目“相干光纤通信系统及部件研制”获邮电部科技进步奖，该项成果1988年被列为国家级重大科研成果。同年与其博士生研制的“半导体激光器封装结构”获国家专利。此外，他还承担了“光锁相环——零差相干光通信接收机”和“模分配噪声”等两项国家“七五”攻关项目，以及“单频率半导体激光器”和“环状谐振腔半导体激光器”等国家自然科学基金项目。

　　为跟踪世界通信先进技术，早日实现我国邮电通信现代化，叶培大曾多次在全国政协会议上，提议开展通信前沿技术的研究。1991年初，经他发起与马大猷等七位中科院学部委员联名给党中央和国务院的领导人上书，建议在“八六三”计划中增设通信高技术研究主题。随后又就此向全国政协七届四次会议递交了大会提案，受到了中央和有关部委的重视和支持。经国家科委批准由叶培大领衔组成了“八六三”通信高技术战略研究组，叶任专家组组长。经过专家组半年多时间的调研和反复论证，“八六三”通信高技术研究主题的立项工作终于在1991年底获得国家终审批准。