祖冲之去世后，他在梁朝天监三年(公元504年)、八年、九年先后三次上书，建议采用他父亲编制的《大明历》，终于使父亲的遗愿得以实现。祖暅的主要工作是修补编辑他父亲的数学著作《缀术》。他运用祖暅原理和由他创造的开立圆术，发展了他父亲的研究成果，巧妙地证得球的体积公式。他求得这一公式比意大利数学家卡发雷(Bonaventura Cavalieri,公元1589年-1647年)至少要早1100年。
祖暅还有不少其他科学发现，例如肯定北极星并非真正在北天极，而要偏离一度多等等。算得这些结果，同他丰富的数学知识是分不开的。
由于家学渊源，祖暅从小也钻研数学。祖暅之有巧思入神之妙，当他读书思考时，十分专一，即使有雷霆之声，他也听不到。有一次，他边走路边思考数学问题，走着走着，竟然撞了对面过来的仆射徐勉。“仆射”是很高的官，徐勉是朝廷要人，倒被这位年轻小子碰得够戗，不禁大叫起来。这时祖暅之方才醒悟。梁朝与北魏打仗，失败，祖暅之被魏方扣留，安排住进了驿站，很受优待。
祖暅还结识了一位天文学的爱好者信都芳，两人常常在一起研讨天文、数学，十分投机。祖暅之把自己的学问毫无保留地教给信都芳，使他有很大进步。祖暅之在科学上也取得了重大成就，《大明历》就是由于他的建议，才被梁朝采用。有的记载说，《缀术》有他的研究成果。他首次得出计算球体体积的公式，虽然比阿基米德晚了将近千年，但由于是与其父祖冲之运用独创的方法得出的，也不失是一种智慧结晶。他还研制了铜日圭、漏壶等精密观测仪器多种。祖暅之的儿子祖皓，续传家学，后来也成了数学家。
祖暅将数学知识传给了信都芳、毛栖成和自己的儿子祖皓，他们三位后来都成了数学家。