Dzięki poparciu dr Czesława Kuźniara i prof. Józefa Zwierzyckiego został przyjęty do pracy w Państwowym Instytucie Geologicznym, wówczas – Amt für Bodenforschung z centralą w Krakowie. W instytucji tej schronienie znalazło wielu wybitnych geologów, m.in. Franciszek Bieda, Tadeusz Bocheński, Józef Gołąb, Marian Kamieński, Bronisława Kokoszyńska, Wilhelm Krach, Henryk Makowski, Tadeusz Olczak, Wojciech Rogala i Kazimierz Smulikowski.
Antoni Gaweł zajmował się wierceniami w Sułkowie, na wschód od Wieliczki, na solonośnym miocenie. Kartował też wyrobiska górnicze w kopalni soli w Wieliczce. Do 1943 zakończył zdjęcie geologiczne sześciu poziomów eksploatacyjnych w skali 1: 2 000, przy czym opracował wiele przekrojów poprzecznych. M.in. na tych pracach oparł swoją monografię Budowa geologiczna złoża solnego Wieliczka, opublikowanej w 1962 w Pracach Instytutu Geologicznego. Otrzymał za nią Nagrodę Państwową II stopnia. Podczas pracy w Państwowym Instytucie Geologicznym zajmował się także innymi badaniami. Pomagał m.in. Józefowi Gołąbowi przy wyznaczaniu ujęć wody dla armii niemieckiej i jej sił paramilitarnych. W drugiej połowie 1944 został schwytany w łapance ulicznej i przez trzy tygodnie więziony w obozie w Płaszowie.