從美國回國後，聞玉梅開始集中精力研究乙肝病毒。當時，醫學界對於慢性乙肝患者能否有效治療的問題存在較多疑慮，主要是認為如果乙肝病毒基因已經整合入患者的肝細胞，就不可能清除病毒，達到有效治療。為此，聞玉梅團隊選擇從乙肝患者肝組織是否整合病毒基因組入手，探討乙肝患者的治療前景。
1986年，聞玉梅團隊首次公布了我國乙肝患者肝內病毒復制狀態的資料。與此同時，他們運用分子技術在乙肝患者白細胞中開展了乙肝病毒DNA的研究，擴大了研究肝外乙肝病毒的領域。這是國內首次展開分子水平的乙肝病毒研究。
此後，聞玉梅團隊對我國一些乙肝病毒變異株進行瞭解析，通過研究這些突變株的基因序列及其在細胞中復制與表達蛋白以瞭解變異株的功能， 積累我國乙肝毒株有意義的生物學特性及與疾病的關係。
1986年，上海醫學院醫學分子病毒學實驗室成為國家衛生部第一批部級重點實驗室。到2022年，這個實驗室（包括病原生物系）已成長為擁有25名正高級科研人員、20名副高級科研人員以及200名研究生的科研團隊。
讓聞玉梅欣慰的是，她40年前說的“愚公移山”，正慢慢化作現實。在許多科研領域，復旦大學上海醫學院醫學分子病毒學實驗室已經可以與國外研究機構平起平坐，某些方面還略勝一籌。但聞玉梅說，絕不能自滿，更不能報喜不報憂，這對國家沒有好處，對百姓也沒有好處。“我們一定要對國家真正負責，對學生、對青年真正愛護，把愛心拿出來，付諸實際行動就足夠了。”
近年來，在單用免疫治療尚難以治愈慢性乙肝患者的情況下，聞玉梅團隊開始為乙肝患者的免疫治療探索新的路子——將抑制病毒和調動機體兩方面結合起來，探討加用單克隆抗體的“三明治”治療策略。目前，團隊正在向臨床研究努力邁進。
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