Им был окончательно установлен состав нафталина, вызывавший до этого времени разногласия среди химиков. Подвергнув нафталин тщательной очистке, анализу и определив плотность его пара, А. А. Воскресенский окончательно установил его формулу, не подвергавшуюся с тех пор никакому изменению.
Второй работой А. А. Воскресенского в лаборатории Либиха было исследование хинной кислоты и ее превращение в хинон. Хинная кислота выделялась и раньше другими исследователями, но точный и правильный состав ее был впервые установлен А. А. Воскресенским. Из продуктов реакции ему удалось выделить новое соединение, названное им хиноилом. Открытие этого соединения вызвало большой интерес в химическом мире и имело большое значение для химии и техники.
Вслед за А. А. Воскресенским исследованием хиноила занялись такие крупные ученые, как И. Берцелиус, Ф. Велер и О. Лоран. Швед Берцелиус дал этому веществу название «хинон», сохранившееся за ним навсегда.
Через 6 лет после А. А. Воскресенского хиноном заинтересовался ученый Ф. Велер, сначала придавший хинону на основании своих анализов иную формулу, чем установленная А. А. Воскресенским. Однако эта формула была в следующем году опровергнута О. Лораном, Ф. Велер должен был признать свою ошибку и пришел к окончательной формуле, тождественной формуле А. А. Воскресенского.
Это обстоятельство наглядно показывает классическую точность и аккуратность эксперимента А. А. Воскресенского. Недаром Ю. Либих при опубликовании этой работы считал необходимым обратить внимание на то, что она выполнена «молодым химиком Воскресенским, равно выдающимся талантом и рвением».
Следующей работой А. А. Воскресенского является исследование свойств ближайшего родственника кофеина (теина), открытого еще в 1820 году Ф. Рунге. Работа эта была закончена и опубликована А. А. Воскресенским в 1842 году, уже по возвращении на Родину.
По приезде в Петербург в 1838 году А. А. Воскресенский был назначен адъюнктом Петербургского университета по кафедре химии. В следующем году А. А. Воскресенскому была присуждена степень доктора.
Теперь исполнилась его мечта. Перед ним открывалась широкая дорога к научно — исследовательской работе и к преподаванию в высшей школе — двум путям, ведущим к созданию русской национальной химической науки.
В первые годы А. А. Воскресенский наряду с педагогической отдавал много времени и экспериментальной работе. Однако вскоре его захватила целиком преподавательская деятельность, и в дальнейшем исследовательских работ в области теоретической химии он больше не публиковал. Конечно, об этом приходится жалеть, так как, будучи исключительно талантливым экспериментатором, он, без сомнения, дал бы миру еще очень много классически проведенных исследований. Но он ясно понял, как велика была потребность России в людях, могущих вести настоящую научную преподавательскую работу и готовить русские научные и технические кадры. Наилучшей характеристикой этой стороны жизни А. А. Воскресенского являются слова его ученика Д. И. Менделеева, написанные им в биографии А. А. Воскресенского для энциклопедического словаря.