После аспирантуры продолжает работу в Одесском университете. С 1963 года и до конца жизни — заведующий кафедрой истории древнего мира и средних веков.
Участвовал во многих научных конференциях и сессиях, был членом редколлегии республиканских сборников «Археология», принимал активное участие в издательской деятельности Одесского археологического музеяАН УССР.
Под его руководством подготовлено и защищено около десятка кандидатских диссертаций.
В 1951 году Пётр Осипович защитил кандидатскую диссертацию в Москве при Институте истории АН СССР (Политические взаимоотношения Византии, Болгарии и Руси в 967—971 гг.). В его диссертации были раскрыты проблемы, связанные c русско-болгарскими отношениями во время Балканских войнСвятослава, уточнена хронология русско-византийской войны при Святославе и описаны события, связанные с историей балканских походов Святослава. Результаты исследования были опубликованы в журналах «Вопросы истории», «Византийский временник», «Вестник древней истории».
Критика источников по этой теме актуальна по сей день и постоянно цитируется современными исследователями.
Византинистика не случайно интересовала Петра Осиповича, он был учеником А. Г. Готалова-Готлиба, который в свою очередь учился в Новороссийском университете у Ф. И. Успенского, автора фундаментального трёхтомного труда по истории Византийской империи.
Со временем его научные интересы меняются, он становится исследователем античности, прежде всего по истории и культуре Северного Причерноморья и Византии. Опубликовал около 190 работ, из которых наиболее значительные посвящены эпиграфике и нумизматике — особенно монетам Ольвии, по которым Карышковский в 1969 году защитил при Ленинградском университете докторскую диссертацию «Монетное дело и денежное обращение Ольвии (VI в. до н. э. — IV в. н. э.)» (опубликована отдельным изданием в 2003 году).
В 1985 году издана монография в соавторстве с И. Б Клейманом — «Древний город Тира. Историко-археологический очерк». В монографии на основании археологических и письменных источников восстанавливаются история Тиры, социальный строй и культура города, его место среди других античных городов и роль в жизни племён Северо-Западного Причерноморья на протяжении тысячелетия (с основания Тиры в VI в. до н. э. дo её гибели в IV в. н. э.).
В 1988 году издал монографию «Монеты Ольвии. Очерк денежного обращения Северо-Западного Причерноморья в античную эпоху». В монографии впервые в отечественной науке прослеживается процесс возникновения, расцвета и упадка денежного обращения в Ольвийском полисе рубежа VII—VI вв. до н. э. — IV в. н. э. Показаны особенности денежного обращения в Нижнем Побужье, выделена роль иноземных и местных монет на разных этапах истории Ольвии. В связи с датировками отдельных эмиссий затрагиваются вопросы, связанные с монетным делом Ольвии. Учитываются монетные находки в регионе. Особо рассматриваются надписи, содержащие данные по истории денежного обращения.
Работая в Одесском государственном университете, Пётр Осипович читал различные курсы лекций, чаще всего историю Древней Греции и Рима. Обширные знания и эрудиция позволили ему в разные годы вести лекции на историческом факультете по шести историческим курсам, по шести специальным дисциплинам и разработать немало спецкурсов по древней и средневековой истории, курс «Введение в специальность» нумизматике и другие.
В совершенстве владел несколькими языками: английским, немецким, итальянским, румынским, польским, чешским, болгарским, сербским, латинским и древнегреческим.
Память
Имя профессора Карышковского носит улица[1] в Одессе.
Любомудров С. Е. Пётр Осипович Карышковский (1921—1988). Библиографический указатель (к 70-летию со дня рождения) // Карышковский П. О. Монетное дело и денежное обращение Ольвии (VI в. до н. э. — IV в. н. э.). Одесса, 2003. С. 367—375.
