ศาสตราจารย์ แพทย์หญิงธันยวีร์ ภูธนกิจ ได้อุทิศตนเพื่องานวิจัยอย่างต่อเนื่อง ในการพัฒนาองค์ความรู้ และพัฒนาระบบเครือข่ายหน่วยวิจัยทางคลินิกให้มีความเข้มแข็งทั้งในประเทศและต่างประเทศ ซึ่งงานวิจัยมุ่งเน้นทางคลินิกด้านการรักษาและป้องกันการติดเชื้อ HIV ในเด็ก และสตรีมีครรภ์ โดยได้ศึกษาวิจัยการใช้ยาต้านไวรัส HIV สำหรับเด็กที่อยู่กับเชื้อ HIV เพื่อลดการเจ็บป่วยด้วยภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง และอัตราการเสียชีวิต ทำให้เด็กสามารถอยู่ร่วมกับเชื้อ HIV และสามารถเติบโตเข้าสู่วัยทำงานได้
ศาสตราจารย์ แพทย์หญิงธันยวีร์ ภูธนกิจ กล่าวว่า งานวิจัยทางคลินิกที่ได้ดำเนินการ เป็นงานวิจัยที่เน้นถึงเรื่องการป้องกันการรับเชื้อ HIV ในเด็ก และเยาวชน ในอดีตหญิงตั้งครรภ์ที่อยู่กับเชื้อ HIV บุตรที่เกิดจะมีโอกาสสูงมากที่จะได้รับเชื้อ HIV ร้อยละ 30 แต่ปัจจุบันการให้ยาต้านไวรัสกับหญิงตั้งครรภ์ทำให้บุตรมีโอกาสรับเชื้อ HIV ลดลงเหลือแค่ร้อยละ 1 นอกจากนี้ เด็กและเยาวชนผู้ที่อยู่ร่วมกับเชื้อ HIV เมื่อได้รับการรักษาที่ถูกต้องด้วยยาต้านไวรัส มีสุขภาพที่ดีและชีวิตที่ยืนยาว สามารถเติบโตไปโรงเรียน ไปทำงานและมีครอบครัวได้ซึ่งเป็นสิ่งที่สังคมจะช่วยกันได้ คือการทำความเข้าใจ ลดการเลือกปฏิบัติและตีตราผู้ที่ติดเชื้อ HIV เพื่อให้ผู้ติดเชื้อ HIV มีชีวิตที่อยู่ในสังคมได้อย่างมีความสุข โดยเป้าหมาย กรมควบคุมโรค กระทรวงสาธารณสุข แนวนโยบาย “ไม่ติด ไม่ตาย ไม่ตีตรา” โดยมุ่งเน้นการลดผู้รับเชื้อ HIV รายใหม่ ซึ่งปัจจุบันมีประมาณ 9,200 คน ต่อปี ให้ลดเหลือต่ำกว่า 1,000 คน ต่อปี ภายในปี 2573
องค์ความรู้ที่ได้จากงานวิจัย ได้รับการผลักดันไปสู่การกำหนดแนวทางการรักษาและป้องกันการติดเชื้อ HIV ในเด็กและสตรีมีครรภ์ สำหรับใช้ในการดูแลรักษาที่เกิดประโยชน์ต่อเด็กและสตรีมีครรภ์ที่ติดเชื้อ HIV สามารถลดการติดเชื้อจากแม่สู่ลูก ซึ่งงานวิจัยดังกล่าวได้มีส่วนสำคัญในการผลักดันเครือข่ายวิจัย HIV เด็กในประเทศไทยและกัมพูชา รวมถึงเครือข่ายวิจัยเรื่อง HIV ในเด็กและเยาวชน ในเอเชีย