[1]​ En 1950, durante su doctorado, pasó un año en el Institute for Advanced Study de Princeton, Nueva Jersey, donde trabajó con Jule Charney, John von Neumann y otros en el primer sistema de pronóstico computarizado del clima, usando ENIAC, la primera computadora electrónica.

Desde sus primeros años como profesor se involucró en la cooperación internacional para la investigación del clima.

Participó en el desarrollo de nuevas herramientas satelitales para la investigación del clima, que en 1964 llevaron a la formación, dentro del Consejo Internacional para la Ciencia ICSU, del Comité para las ciencias atmosféricas (CAS - Committee on Atmospheric Sciences) y que tuvo a Bolin como primer presidente.

En 1987, el informe Brundtland, un informe de 500 páginas en cuya redacción Bolin participó, contribuyó a la formación en 1988 del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC).

[1]​ Bolin fue invitado a recibir el premio en nombre del IPCC, pero estaba demasiado enfermo para asistir.