Pracował jako konsultant w dziedzinie ICT, prowadził projekty dla przemysłu i organizacji międzynarodowych, w tym ONZ i Banku Światowego, w Polsce i za granicą. Następnie pracował jako adiunkt w Instytucie Informatyki Politechniki Warszawskiej oraz wykładowca na Wydziale Historycznym Uniwersytetu Warszawskiego.
Piotr Gawrysiak zajmuje się zagadnieniami przetwarzania i przeszukiwania dokumentów w języku naturalnym oraz sieci internet, mobilnych technologii IT, odkrywania i zarządzania wiedzą oraz sztucznej inteligencji. Interesuje się też związkami techniki z procesami społecznymi i kulturowymi.
27 października 2015 Rada Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej nadała dr hab. Piotrowi Gawrysiakowi stopień naukowy doktora habilitowanego w dziedzinie nauk technicznych w dyscyplinie naukowej Informatyka za cykl publikacji Metody semantycznego przetwarzania i wizualizacji informacji.