Crutzen ir jo kolega Jonas Birks tyrė imituoti pasaulyje atominį karą. Jie iškėlė hipotezę, kad tiek, kiek 99 procentų saulės būtų absorbuojamas juodos anglies suodžių sukelia siautėjo gaisrai, kad atsirastų branduolinio karo. Šio saulės trūkumas, kuris būtų sukrečiantys visose gyvenimo formų poveikis, atėjo būti žinoma kaip "branduolinės žiemos".
Dėl Crutzen ir kitų mokslininkų darbus, Monrealio protokolas buvo įkurta 1987. Šio itin tarptautinės sutarties tikslas buvo lėtai palaipsniui chlorfluorangliavandenilių (CFC) ir kitų ozono sluoksnį kenkia cheminių medžiagų gamybą.
Crutzen laimėjo 1995 Nobelio premijos dalį chemija atranda, kad azoto oksidai atgaivink ozono sluoksnio irimą. Jis pasidalino prizą su Molina ir Rowland, kuris atrado, kaip CFC ardo ozono sluoksnį. Šie cheminiai mechanizmai paaiškinimai dėl ozono sluoksnio smarkiai prisidėjo prie pasaulinės informuotumą apie aplinkosaugos problemas.
Crutzen buvo direktorius Oro kokybės skyriaus Nacionalinės atmosferos tyrimų centro Boulder nuo 1977 iki 1980 iš 1980 iki 2000 m Jis buvo su Makso Planko draugijos mokslo pažangą Miunchene ir tarnavo kaip atmosferos chemijos skyriaus direktoriaus Makso Planko chemijos instituto, Mainz, Vokietija. 2000 jis tapo profesorius emeritas Utrechto universitetas, jūrų ir atmosferos mokslų, Nyderlanduose.