І. С. Гулий захистив кандидатську дисертацію. Працював в інституті молодшим науковим співробітником, асистентом, старшим викладачем, доцентом кафедр автоматики та теоретичної та загальної теплотехніки. У 1972 році захистив докторську дисертацію і був призначений проректором з наукової роботи. Протягом 24 років був науковим керівником Проблемної науково-дослідної лабораторії. Вперше розробив теоретичні основи процесів безперервної кристалізації цукру; творець принципово нової технології «Електротехнології харчових виробництв», вітчизняної технології пектину і пектинопродуктів, створив новий напрямок в технології харчових продуктів оздоровчого і профілактичного призначення з нетрадиційної сировини, ініціатор впровадження нових технологій харчових продуктів на основі використання електрокриогенної техніки, мембранної і екструзивної технології.
Протягом багатьох років очолював секцію легкої та харчової промисловості Комітету з Державних премій в галузі науки і техніки УРСР та України, обирався депутатом Київської міської ради народних депутатів 4-х скликань.
І. С. Гулий автор 600 наукових праць, у тому числі 18 монографій, 7 брошур, 2 навчальних посібників, 298 статей, 78 авторських свідоцтв, 52 патентів. Особисто підготував 29 кандидатів і 15 докторів наук.
З 1973 по 2003 рік був ректором Київського технологічного інституту харчової промисловості (з 1993 року — Український державний університет харчових технологій, з 2002 року — Національного університету харчових технологій). При ньому вдвічі зросла матеріально-технічна база закладу, побудовані лабораторний корпус, спортивний комплекс, майже в шість разів збільшилася кількість спеціальностей і спеціалізацій. Контингент студентів зріс у чотири рази.