С 1957 г. Л.М. Гатовский целиком концентрируется на научной работе, являясь заместителем директора Института экономики АН СССР и одновременно главным редактором журнала «Советская экономика». В 1960 году Л.М. Гатовский избирается членом-корреспондентом АН СССР. В 1965 г. Лев Маркович возглавил Институт экономики АН СССР, одновременно заведуя отделом института, и руководил им до 1971 г.

В мае 1970 г. Л.М. Гатовский становится председателем Научного совета АН СССР по экономическим проблемам научно-технической революции. По его инициативе Президиум АН СССР входит с предложением в правительство о целесообразности комплексного планирования научно-технического прогресса и социально-экономического развития страны на долгосрочную перспективу. Это предложение было поддержано и в 1970-х годах под эгидой ГКНТ и силами научных организаций АН СССР с участием министерств и ведомств СССР, а также правительств союзных республик, и с привлечением широкой научной общественности начинается разработка Комплексной программы научно-технического прогресса и его социальных последствий на 20-летнюю перспективу.

Обширное научное наследие члена-корреспондента АН СССР Л.M. Гатовского трудно обозримо даже для специалиста. С 1928 г. им опубликовано свыше 300 научных работ (более 600 печатных листов). К сфере его научных интересов относились общие проблемы политической экономии социализма, теория и методология планирования, экономика товарооборота, ценообразование, экономическая статистика, проблемы хозрасчета и стимулирование производства, теоретические и методологические вопросы научно-технического прогресса, измерения эффективности общественного производства и управления социалистическим хозяйством. Научные труды Л.М. Гатовского получили широкое признание за рубежом, многие его труды переведены на иностранные языки.

Лев Маркович не ограничивался теоретическим анализом процессов разработки, освоения, внедрения и распространения новой техники. Не менее его занимали проблемы общехозяйственной эффективности научно-технического прогресса и связанные с ними социальные эффекты, а также реальная отдача и возможности улучшения системы экономического стимулирования и материальной заинтересованности в связи с внедрением новой техники.

Практические рекомендации Л.M. Гатовского, основанные на его теоретических разработках проблематики HTП, были доведены им от уровня народного хозяйства до уровня предприятий. И здесь достаточно упомянуть «Методику определения народнохозяйственного социально-экономического эффекта новой продукции» и предназначенную для предприятий «Методику определения социально-экономической эффективности новой техники» и «Типовые методические положения определения планового и фактического эффекта новой техники».

Вместе с тем разнообразные научные интересы ученого объединялись воедино глубокой, комплексной и системной разработкой проблематики научно-технического прогресса и практического применения полученных научных результатов в социально-экономическом развитии страны.

Особую научно-практическую значимость представляет собой Комплексная программа научно-технического и социально-экономического развития на долгосрочную 20-летнюю перспективу, где воплотились многие теоретико-методологические разработки коллектива Института экономики РАН, созданные под руководством Л.М. Гатовского. Были разработаны Методические рекомендации по определению социально-экономических последствий научно-технического прогресса. Ученые Института экономики РАН принимали активное участие в разработке Концепции научно-технического и социально-экономического развития страны на период до 2000 года. В сводных документах КП НТП определялись приоритеты развития науки и технологий в отраслевом и территориальном разрезах, прогнозировались социальные результаты от комплексного развития науки, техники и экономики по союзным республикам СССР и по экономическим районам Российской Федерации. По мнению многих ученых PAН, опыт разработки КП НТП полезно возродить в современных условиях и разрабатывать на долгосрочную перспективу Комплексный прогноз научно-инновационного и социально-экономического развития России в условиях рыночных отношений.