Su investigaciones se centran en la paleontología de los vertebrados, especialmente de los mamíferos de la época del máximo térmico del Paleoceno-Eoceno y el Cenozoico Temprano.

[1]​ Sus primeras investigaciones se centraron en el origen de los órdenes de mamíferos modernos y actualmente e un experto destacado de la evolución de los primates y ballenas.

[2]​ Gingerich fue uno de los expertos que analizaron el esqueleto de Ida (Darwinius masillae).

[1]​ Todos sus títulos universitarios fueron en el campo de la geología.

Se le debe el descubrimiento de fósiles claves en la evolución de los cetáceos: Gingerich fue premiado con el premio Henry Russel de la Universidad de Míchigan en 1980,[4]​ el premio Fellowship Shadle de la Sociedad Americana de experos en mamíferos en 1973,[5]​ y el prémio Charles Schuchert de la Sociedad de Paleontología en 1981.