Penninx on tutkinut erityisesti masennuksen ja ahdistuneisuuden psykososiaalisia, biologisia ja geneettisiä riskitekijöitä. Hän on paneutunut myös psykiatristen sairauksien yhteiskunnallisiin vaikutuksiin ja näiden sairausten vuorovaikutukseen somaattisen terveyden kanssa.[1] Pennix on osallistunut tutkijana useisiin alankomaalaisiin ja kansainvälisiin mielenterveyttä kartoittaneisiin longitudinaalisiin kohorttitutkimuksiin suurilla aineistoilla. Vuodesta 2004 lähtien hän on ollut alankomaalaisen NESDA-tutkimushankkeen (engl.the Netherlands Study of Depression and Anxiety) päätutkija.[1][3]
Penninx on tuottelias tieteentekijä, joka on yhdessä työtovereittensa kanssa julkaissut yli 800 kansainvälistä tiedeartikkelia, joihin on viitattu yli 50 000 kertaa (h-indeksi >110).[4] Sittemmin viittausmäärät ovat lisääntyneet tuntuvasti.[5] Penninx lukeutuu tieteenalansa viitatuimpien tutkijoiden joukkoon maailmassa (Clarivate: Highly Cited Researcher, Psychiatry and Psychology; vuosittain vuodesta 2015 lähtien).[5] Hän oli ohjannut kymmeniä väitöskirjatöitä jo vuoteen 2021 mennessä. Penninx valittiin Alankomaiden kuninkaallisen tiedeakatemian (KNAW) jäseneksi vuonna 2016.[4][2]
