Nozīmīgākais P. Galenieka ieguldījums Latvijas botānikā saistāms ar rožu pētniecību. 1936. gadā P. Galenieks aizstāvēja disertāciju “Latvijas rozes” un ieguva doktora grādu. Disertācija bija pirmais plašais pētījums par Latvijas savvaļas rozēm – tajā apkopota informācija par visām Latvijā sastopamajām rožu sugām un to izplatību, kā arī ietvertas ziņas par rožu pētījumu un sistemātikas vēsturi. Savās mājās, Baldones pagasta Rozītēs, P. Galenieks izveidoja dendroloģiskos stādījumus un lielāko savvaļas rožu kolekciju Latvijā. Mūsdienās šie stādījumi atrodas valsts aizsardzībā.
1953. gadā tika izdota P. Galenieka iztulkotā Čārlza Darvina (Charles Robert Darwin) grāmata “Sugu izcelšanās” (On the Origin of Species, 1859). P. Galenieka redakcijā tika izdots enciklopēdiska rakstura darbs “Latvijas PSR flora” (1953–1959). P. Galenieks darbojās Zinātņu akadēmijas Terminoloģijas komisijā, kur izstrādāja botānikas terminus, veidoja jaunvārdus. Starp viņa radītajiem augu nosaukumiem ir dižauza, dižmeldrs, dižskābārdis, mārdadzis, sīkpaparde, aslaivīte, dziedenīte, linlape, vairodzene, dižā aslape un citi.
LU muzeja Botānikas un mikoloģijas kolekciju Galenieku mantojuma apakškolekcijā glabājas vairāk nekā 300 vienību liels liecību klāsts par P. Galenieka dzīvi un darbu. LU Muzejā glabājas zinātnieka ievāktie herbāriji, starp kuriem liela daļa ir Latvijas savvaļas rožu paraugi, kas ievākti disertācijas izstrādes laikā. LU Muzeja herbārijā glabājas arī Altajā ievākts silpurenes (Pulsatilla sp.) eksikāts un meža jāneglītes (Pedicularis sylvatica) pirmais atradums Latvijā.