在儒家“改邪归正”思想的影响下，王振义率领的研究组选择了诱导分化治疗白血病的途径。他的研究组证明全反式维甲酸在体内可使新鲜急性早幼粒细胞白血病细胞向成熟细胞分化。1980年，全反式维甲酸批准在临床上使用，用于治疗有些皮肤病。在没有13 顺维甲酸的情况下，取得病人和家属的同意，他试用全反式维甲酸治疗晚期或化疗无效的急性早幼粒细胞白血病患者，取得惊人的效果。
　　1988年，王振义教授的学生黄萌珥带领课题组总结了24例急性早幼粒细胞白血病的治疗结果，证明其中23例完全缓解。该疗法很快向国内外推广，并提供那时只有国内可提供的全反式维甲酸。
　　1989年，王振义教授的硕士研究生陈竺、陈赛娟从法国获博士学位回国工作，他们用先进的思路和分子生物学技术，开展全反式维A酸治疗急性早幼粒细胞白血病的作用机制研究，取得了许多创新性的成果，获国家科技进步二等奖。
　　1992年，在孙关林主持下，总结了我国544例急性早幼粒细胞白血病用全反式维A酸治疗的结果，其中84％获完全缓解。此后，世界各国都先后证实了这种疗法的效果：法国1993年54例，完全缓解率91％；美国1995年79例，完全缓解率86％；日本1995年109例，完全缓解率89％。
　　此后，王振义教授又因其杰出成就于1994年获得了何梁何利科技奖，1996年获得求是杰出科学奖。在国际上，王振义教授接连获凯特林肿瘤研究大奖，瑞士布鲁巴赫肿瘤研究奖，法国台尔杜加科学奖，美国血液学会海姆瓦赛曼奖。发表在Blood(1988年)上的论文获年度最佳被引证论文奖，至2009年5月，其被引用达1713次。2000年由美国Lichtman等教授编写的一部长达1000多页的著作“20世纪具有标志性的血液学论文”一书中，该文被列为全球百年86篇最具有影响的代表论文之一。1992年王振义被选为法国科学院外籍院士；1994年，被选为中国工程院院士； 2001年，被美国哥伦比亚大学授予荣誉科学博士学位，成为我国第一位获此殊荣的科学家。