Patrick Brézillon est ensuite passé du Département des Sciences de la Vie au Département Sciences Physiques pour l'Ingénieur au CNRS. Puis, Patrick Brézillon a dirigé l'équipe MUSTIL (Modèles Utilisateur-Système-Tâche et Intégration Logicielle) pendant quantre ans jusqu'à l'intégration de son laboratoire dans le Laboratoire d'Informatique de Paris 6, le plus grand laboratoire en informatique de Paris (450 chercheurs). L'équipe MUSTIL comprenait dix statutaires (professeurs, maîtres de conférences, chargés de recherche) et une vingtaine de doctorants. L'objectif de l'équipe était de conduire des études théoriques sur des problèmes de taille réelle. Un de ses axes de recherche principaux était la fusion de l'approche système expert et de l'approche aide à la décision dans le cadre des systèmes coopératifs.

Depuis 1992, les recherches personnelles de Patrick Brézillon se concentrent sur l'étude des systèmes d'assistance intelligents en contexte (SAIC), avec un effort particulier sur les aspects génération d'explications, acquisition incrémentale de connaissances, et la notion de contexte. L'importance de ses travaux sur le contexte est reconnue internationalement. Il a joué un rôle clé dans la formation de la communauté internationale sur le contexte avec la création d'un site web (voir a http://cdps.umcs.maine.edu:80/Context/), d'une liste de diffusion, et l'organisation d'une série de conférences internationales et interdisciplinaires biannuelles sur la Modélisation et l'Utilisation du contexte depuis 1997. La dernière, CONTEXT-03, s'est tenue en juin 2003 à Stanford University (USA).

Patrick Brézillon a une production scientifique abondante au niveau international aussi bien à des conférences que dans des journaux (par exemple, IEEE Expert, AI Magazine, The Knowledge Engineering Review and the International Journal on Human-Computer Studies). Il a été (et est) le Président (ou co-président) de plusieurs manifestations scientifiques, membres de plusieurs comités scientifiques, a donné plusieurs conférences invitées et tutorials (le dernier en date sera à ECAI-2002, Lyon, France, en juillet 2002), et a publié plus de 290 articles (voir à http://www-poleia.lip6.fr/~brezil/) .

Dans le cadre des SAIC, Patrick Brézillon est aussi depuis 1996 le coordinateur du projet SART ( http://www.lip6.fr/SART ). Il s'agit d'un projet franco-brésilien dont le but est la conception d'un système d'assistance intelligent en contexte pour aider le responsable d'une ligne de métro en situation d'incident. Une quarantaine de personne ont travaillé (ou travaillent encore) sur ce projet qui a reçu le soutien du Ministère des Affaires Etrangères.

Par ailleurs, Patrick Brézillon s'intéresse, toujours dans le cadre de l'explicitation du contexte dans les applications, à la conception d'interfaces utilisateur et aux applications mobiles sensibles au contexte (context-aware applications).