Когда в 1919 г. создавался Центральный институт физической культуры, П.А. Рудик был привлечен к работе как преподаватель психологии. Созданная им первая в СССР кафедра психологии в Институте физической культуры внесла крупный вклад в разработку психологических основ физического воспитания и спорта. П.А. Рудик являлся признанным зачинателем этой отрасли психологической науки, своими исследованиями определившим направление работы в области психологии спорта. Им был обозначен круг наиболее актуальных проблем психологии спорта: психология личности спортсмена, психологические особенности физических упражнений, психологические основы спортивной тренировки, роль физических упражнений для развития психических функций и психологических качеств личности, психология соревновательной деятельности, особенности эмоционально-волевых процессов, психологические основы высшего спортивного мастерства и ряд других.

Многочисленные исследования, проведенные П.А. Рудиком и его сотрудниками, внесли большой вклад в разработку этих проблем, а также ряда ключевых вопросов общепсихологического значения. Был проведен научный анализ процессов осознанной регуляции двигательных действий и реализации навыков механизма формирования волевых качеств личности спортсмена при преодолении трудностей различного типа. Под руководством и при личном творческом участии П.А. Рудика была выдвинута и всесторонне разработана проблема психологической подготовки спортсменов, методы повышения ее эффективности.

В работах П.А. Рудика большое внимание уделялось изучению психологии физической культуры. Еще в 1932—1937 гг. под его руководством были проведены широкие научно-практические исследования влияния производственной гимнастики на производительность труда рабочих. Много творческих сил было отдано П.А. Рудиком делу разработки теории и практики физического воспитания подрастающего поколения в неразрывной связи с нравственным и умственным развитием молодежи. Его исследованиями были выявлены условия и пути нравственного формирования личности в процессе физического воспитания.

В работах П. А. Рудика был дан анализ особенностям моторной реакции, типичной для действий спортсмена на старте, и сложной реакции на примере действий боксеров и участников спортивных игр. Большие заслуги в области психологии спорта нашли признание и за рубежом. В 1965 г. (Италия, Рим) П.А. Рудик являлся одним из организаторов Международного общества психологов (ИССП). Под его руководством преподаватели кафедры психологии проводили исследования, в которых была отражена роль мышечно-двигательных и вестибулярных ощущений и восприятий в спортивной деятельности, а также своеобразие и богатство эмоциональных переживаний в процессе спортивной деятельности. Эта небольшая часть первых научных исследований кафедры свидетельствует об их практической направленности, результаты которых непосредственно внедрялись в спортивно-педагогическую практику. Логичным завершением этой работы и, несомненно, большим достижением кафедры явилось создание новой дисциплины - психологии спорта.

П.А. Рудик - автор многих учебников и учебных пособий по психологии спорта, предназначенных для учебных заведений, где готовят преподавателей физкультуры. Четкость, логичность и последовательность изложения основ науки, системность содержания, его доступность обеспечили широкое применение этих учебников в учебном процессе как в институтах физической культуры, так и в педагогических вузах общего профиля.

В течение многих лет П.А. Рудик являлся активным членом Президиума Московского отделения Общества психологов СССР, Президиума Научного совета по физической культуре Министерства просвещения СССР и ряда других общественных организаций.

Имя П.А. Рудика широко известно за рубежом. Он был членом руководящего Совета Международного общества психологов спорта, почетным членом Европейского общества психологов спорта и Международного научного общества спорта. Труды ученого неоднократно переводились на многие иностранные языки.

Научное творчество, педагогическая и общественная деятельность П.А. Рудика были высоко оценены правительством. Он был награжден орденом Ленина, орденом Красной Звезды.