他回国的第一件事就是检查浙江长兴县的油苗发现。长兴油苗是在1934年一个煤山矿井中发现的。当时有位叫陆贯一的工程师对此进行粗略研究后，便在报纸上发表文章，说是中国发现了大油田。翁文灏闻讯后，高兴得不得了，调来车辆前去考察，结果差点把命都送了一一中途他的轿车撞在树上，造成头部重伤。惊得好友丁文江忙不迭地在独立评论上写了篇悼念文章一我所知道的翁泳霓X翁的字为泳霓长兴是否真有油，黄汲清对此极为关心。翁文灏与他谈话过后没几日，他便约了盛莘夫、崔克信两位地质学家专程前往。经过几天调查研究，黄汲清他们得出的结论是，这是一个虚假的喜讯。因为像长兴这样的煤炭地层，不可能有大的或较多的石油储藏。
长兴石油虽然扫了国人的兴，但黄汲清对西方人断定的中国贫油之说则更加质疑，他认为中国的许多地质构造，特别是盆地构造，与美国的几个油田十分接近。难道真是西方的月亮也比中国的圆吗？黄汲清不信。
1937年，在34岁的黄汲清正式成为中国地质工作领导人的这一年，中国石油史上出现了一桩了不起的大事，那就是中国历史上第一个重要油田一玉门油田的发现。在这个曾在抗日战争时期和共和国诞生初期为中华民族立过大功的油田上，今天高髙矗立着一座纪念碑。这个纪念碑上刻着人们熟悉的名字，他就是油田的发现者、地质学家孙健初先生。然而，我们大多数人还不知道，除了孙健初先生外，实现玉门油田的发现，还有一位起关键作用的功臣，他就是黄汲清大师。他当时是玉门油田发现与开发的组织者和领导者。