Prowadził także zajęcia z zaawansowanej chemii polimerów w Królewskim Instytucie Technologii w Sztokholmie, a także na Uniwersytecie Jagiellońskim.

Od 1998 członek korespondent, od 2013 członek rzeczywisty PAN, członek Polskiego Towarzystwa Chemicznego, w latach 1997–1999 przewodniczący Europejskiej Federacji Polimerów, w roku 2000 przewodniczył Światowemu Kongresowi Polimerów, od 2005 roku członek Zarządu Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC), członek Niemieckiej–Północnoreńskiej Akademii Nauk od 2006, członek honorowy Izraelskiego Towarzystwa Chemicznego od 2010, od 2012 członek korespondent, od 2017 członek czynny Polskiej Akademii Umiejętności.

Jest autorem ponad 300 prac naukowych oraz dwóch monografii. Był cytowany ponad 6 tysięcy razy. Pełnił funkcję redaktora wielu chemicznych pism naukowych, m.in. „e-Polymers”, „Biomacromolecules”, „Central European Journal of Chemistry” oraz „Current Organic Chemistry”. Przemawiał na 91 konferencjach międzynarodowych. Profesor Penczek zajmował się głównie badaniami podstawowymi, choć niektóre spośród jego wyników zostały wdrożone w przemyśle chemicznym. Wypromował dwunastu doktorów, m.in.