Wosinsky érdeklődéssel fordult a környék történetének megismerése felé. A Sánci-tetőn gróf Apponyi Sándor támogatásával, 1882 és 1888 között végzett ásatásokat az általa felismert ősi földstruktúrák megismerésére. A mintegy 14 hektáros plató területén Közép-Európa egyik legnagyobb kiterjedésű késő neolitikus kultúráját „fedezte fel”, amit a szakirodalom azóta is Lengyeli kultúrának nevez.

A gróf támogatásának is köszönhetően Wosinsky ásatásai kiterjedtek Tolna vármegye más területeire is, időben felölelve a későbbi korokat is, egészen a honfoglaló magyarokig. Néha véletlenszerűen előkerült leletek is segítették a régész munkáját. Kurdon például 1884-ben a Kaposban fürdőző gyerekek bronzvödröket, úgynevezett cisztákat találtak. Apponyi megvásárolta a nem mindennapi tárgyakat, Wosinsky pedig a helyszín pontos meghatározása után tovább kutatott, s a vödröket rejtő nagy méretű üst mellett még további cisztákat talált. Ezekről ma már tudjuk, hogy a Dunántúl ókori nevét adó pannon népességhez köthetők (Kr. e. 7. század). A kurdi cisztákat ma a Magyar Nemzeti Múzeumban őrzik.

A környéken előkerült, szakmai körökben hamarosan világszerte ismertté vált leleteket először az Apponyi-család lengyeli kastélyában helyezték el. A gróf azonban kezdetektől fogva ragaszkodott hozzá, hogy a feltárt és világhírt szerzett leletek idővel múzeumba kerüljenek. A régészeti anyag számára létrehozandó múzeum
megvalósítása érdekében Apponyi 1895-ben felajánlotta régészeti gyűjteményét és könyvtárának egy részét Tolna vármegyének. Az 1896-ban kettejük kezdeményezésére megalapított, 1902-ben Szekszárdon megnyílt megyei múzeum első igazgatója Wosinsky volt, s az intézmény ma is a tudós pap nevét viseli.

Az általa feltárt leletek szélesebb körű megismertetésében fontos szerepet játszott, hogy Wosinsky Mór – szintén Apponyi gróf támogatásával – monográfiát is publikált Tolna vármegye régészeti leleteiről.

A megfeszített szakmai munkának és az Apponyiak támogatásának köszönhetően Wosinsky eredményesen kapcsolódott be a hazai és a nemzetközi tudományos életbe. Az MTA archaeológiai bizottságának 1889, a müncheni antropológiai társulatnak 1890, a római arcadiai akadémiának 1891 óta volt tagja. Az Országos Ethnographiai Társulatban 1889-től a palaeonthologiai osztály előadói tisztét töltötte be. 1902-ben – számos neves szakember támogatását maga mögött tudva – beválasztották a Magyar Tudományos Akadémia levelező tagjainak sorába.

1901-ben kinevezték a Múzeumok és Könyvtárak Országos Főfelügyelősége szakfelügyelőjének. Ezt a feladatot papi hivatása és a szekszárdi múzeum vezetése mellett egészen haláláig, 1907. február 22-ig végezte nagy odaadással és lelkesedéssel.