В 1945–1952 гг. возглавлял Отдел русской литературы, в 1952–1965 гг. – Отдел украинской древней литературы в Институте литературы им. Т.Г. Шевченко АН УССР. Основной сферой научной и научно-педагогической деятельности Н.К. Гудзия в середине 1930 – 1950 гг. оставалась история средневековой русской литературы. В середине 1930 гг. Н.К. Гудзий начал работу над курсом истории древнерусской литературы для высших учебных заведений. Итогом этой работы стало издание «Хрестоматии по древней русской литературе XI–XVII вв.» (1935 г.) и «Истории древней русской литературы» (1938 г.). Исследователь принимал активное участие в написании статей для первых трёх томов академического издания «Истории русской литературы». Н.К. Гудзию принадлежат многочисленные работы, посвящённые средневековым русским авторам – Серапиону Владимирскому, Максиму Греку, митрополиту Даниилу, протопопу Аввакуму, архиепископу Феофану (Прокоповичу) – и отдельным литературным памятникам – древнерусскому переводу «Истории Иудейской войны» Иосифа Флавия, «Молению» Даниила Заточника, «Беседе Валаамских чудотворцев» и др. К 1930 гг. относятся также наиболее крупные работы Н.К. Гудзия о творчестве А.С. Пушкина: «К истории сюжета романса Пушкина о бедном рыцаре» (1930 г.), «Прозопопея у Пушкина» (1931 г.), ««Братья разбойники» Пушкина» (1937 г.) и др. В 1938 г. Н.К. Гудзий выступил одним из инициаторов и организаторов празднования 750-летия «Слова о полку Игореве», подготовил научное издание текста с переводом на современный русский язык, написал ряд статей, посвящённых истории «Слова...» и его изучению. В послевоенный период Н.К. Гудзий продолжил публикацию работ по «Слову о полку Игореве», что во многом было связано с попытками некоторых исследователей поставить под сомнение подлинность памятника: «Ревизия подлинности “Слова о полку Игореве” в исследовании профессора Мазона» (1946 г.), «О составе “Золотого слова” Святослава в “Слове о полку Игореве”» (1947 г.), «Судьба печатного текста “Слова о полку Игореве”» (1951 г.) и др. В последние годы жизни, будучи председателем Комиссии по истории филологических наук при Бюро Отделения литературы и языка АН СССР, Н.К. Гудзий много занимался историей русской филологической науки: «Изучение русской литературы в Московском университете в дооктябрьский период» (1955 г.), «Николай Саввич Тихонравов» (1956 г.), «Изучение древней русской литературы за сорок лет советской власти» (1958 г.), «Сравнительное изучение литератур в русской дореволюционной и советской науке» (1960 г.), «Основные моменты в изучении истории славянской филологии в России» (1960 г.) и др., содействовал изданию сборников трудов репрессированных в 1930 гг. академиков В.Н. Перетца и М.Н. Сперанского. Н.К. Гудзий был награждён несколькими орденами, в том числе орденом Трудового Красного Знамени (1944 г.) и медалями. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве. Архив и научная библиотека Н.К. Гудзия хранятся в НБ МГУ.