馬驥回國後，在北京華北農業機械總廠任工程師，從事農機具設計研究工作，參加了多項創新項目的研制。1954年馬驥擔任中國第壹臺大型牽引式聯合收割機（GT-4.9）的設計、測繪、試制、試驗的主任設計師。該機於1955年通過國家鑒定生產，成為中國國營農場主要收獲機械技術裝備。該聯合收割機生產達25年之久，總產量超過壹萬臺。
馬驥認為壹個國家的農業機械化發展脫離不開該國的農業耕作制度、農村經濟現狀和工業制造水平的制約。國外大型農機具只能作為參考，中國要走符合該國國情的農業機械化道路。農機工作者要有誌氣改進和創造新型機具，使之結構簡單，成本低廉，以符合農民要求。馬驥於1957年開始研究采用“莖桿不進入滾筒”原理，設計聯合收割機（後被稱為半餵入式聯合收割機）。由於莖桿不進入滾筒可大大減輕滾筒工作負載，使之能適應高產作物的收獲要求；並保持了莖桿的完整，可用於農村編織副業原材料，因而較適宜於中國農村條件。當年第壹代樣機“高產1號”問世，這是中國，也是世界上第壹個采用“莖桿不進入滾筒”原理設計的聯合收割機。1958年第二代改進樣機“高產2號”在海南島進行了收割水稻試驗後，送萊比錫國際博覽會參加展出。這壹原理試驗成功，為研制水稻半餵入聯合收割開創了壹條道路。
精密播種是壹項先進的農業生產技術，壹些工業化國家已廣泛采用，它具有能節約大量種子（特別對節約雜交優良種子意義重大），減少或免除人工間苗，有利於幼苗生長，能增產等優點。當時國外采用的精密方格點播，機具結構復雜，加以水平圓盤式排種器播種精確度不高，有斷苗現象。為此，要發展精密播種新技術，需要將方格穴播改為單粒點播，並研究改進排種器，提高排種精確度。1960年馬驥和有關人員合作，開始研究精密點播排種器，將國外水平圓盤式排種器種子由上面填充改為由側面填充，增設了導種臺，充填系數增高，排種精確度也相應提高了。通過室內對比試驗，在較高作業速度下排種，新排種器充填系數達95%，而在同樣條件下，蘇聯、美國的排種器充填系數僅75%，比蘇、美的提高20%。這表明新排種器不僅漏種率低，而且還能達到高速播種的要求。
1963年采用這種排種器的精密播種機曾在新疆和東北地區的國營農場大面積試驗，效果良好。1964年定型為BJT-6通用精密播種機，通過國家鑒定，成為中國第壹代的中耕作物精密播種機。它能播棉花（光子）、玉米、高粱、大豆等中耕作物。根據大面積試驗調查表明，精播棉花每畝能節約種子6～7公斤，玉米節約1.5～2.5公斤，高粱節約0.5～1.5公斤。如果國內半數棉花、玉米播種面積實現精播，僅此壹項就可為國家節約1億多公斤糧食，增產3500萬公斤油料。但當時因對精播宣傳不夠，多數人對其經濟效益認識不足，再加上種子選種不配套，整地不合要求等原因，僅在東北和新疆國營農場部分地區使用，另為援助阿爾巴尼亞曾出口三四百臺。
“文化大革命”中，馬驥被當作“反動權威”、“特嫌”對象，遭到打擊迫害。但他在隔離審查期間沒有動搖自己的信念，卻利用這個機會，重新認真考慮他今後如何工作問題，以及思考新機具的結構，繪制草圖等。1967年馬驥在廣東看到壹臺臥式軸流水稻脫粒機，其脫粒、籽粒與莖桿分離兩道工序在滾筒內壹次完成，不需要逐稿器，機構簡化了，因而使他受到啟發，閃出壹個念頭，如果將軸流滾筒豎立起來，將下部凹板由180°改為360°圓周形，不但分離面積加大壹倍，生產能力提高了，而且還有可能在凹板外層增加垂直風道，進行氣流清選，省掉清選篩，這樣將脫粒部件的脫粒、分離、精選三個工序合為壹體，設計成最簡化的“三合壹”脫粒裝置。從此，他便與軸流滾筒和立式軸流脫粒部件的研究結下不解之緣。1968年馬驥被關入看管室隔離審查，但他沒有忘記“三合壹”立式軸流脫粒裝置的構想。他利用寫檢查材料的時間，仍不斷畫草圖構思整體結構，壹次被看管人員發現，大聲申斥他：“妳不寫材料交待妳的罪行，還在胡思亂想畫什麽！”。
1969年馬驥去湖南幹校勞動，在勞動之余，他根據中國某些農業貧困地區需要半機械化收割工具的情況，設計了壹種手推式收割機，用以代替鐮刀收割，工效比鐮刀高2～3倍。此種設計方案，後來為其他單位采用和發展，曾壹度批量生產和推廣使用。
馬驥經常在考慮，什麽是農民現在最迫切需要的農機具？應該抓什麽研制項目才能發揮更大的作用！他感到全國很多單位研制的收割機，沒有達到性能可靠和適用的要求。他在“文化大革命”前雖然搞過臥式割臺收割機，增加了集堆裝置，已經基本成功，但並不理想。經過壹段時間的思考，馬驥認為對引進的日本立式割臺收割機加以改進是壹條較好路子。因為立式割臺與臥式割臺相比，具有結構簡單，重量輕，與拖拉機配套機器前伸量小，地頭轉彎靈活，操作方便等優點，但它存在著壹定缺點，如在地頭造成散穗損失，割幅不能增寬，只能割1.2米，效率低，收割倒伏作物性能差等問題，因之未能很好推廣。如能改進設計，克服這些缺點，保持其優點，將是壹種較理想的收割機。1972年馬驥從幹校壹回到農機院，立即到湖北黃陂收割機廠蹲點，和壹位助手開始了新型立式割臺收割機的研究工作。在兩年中經多次試驗，從氣吹、撥禾桿等不同方案的試驗中，終於研制出星輪扶禾器是最有希望的方案，並從理論上證明了星輪扶禾器能解決上述的主要缺點。
精密播種是壹項先進的農業生產技術，壹些工業化國家已廣泛采用，它具有能節約大量種子（特別對節約雜交優良種子意義重大），減少或免除人工間苗，有利於幼苗生長，能增產等優點。當時國外采用的精密方格點播，機具結構復雜，加以水平圓盤式排種器播種精確度不高，有斷苗現象。為此，要發展精密播種新技術，需要將方格穴播改為單粒點播，並研究改進排種器，提高排種精確度。1960年馬驥和有關人員合作，開始研究精密點播排種器，將國外水平圓盤式排種器種子由上面填充改為由側面填充，增設了導種臺，充填系數增高，排種精確度也相應提高了。通過室內對比試驗，在較高作業速度下排種，新排種器充填系數達95%，而在同樣條件下，蘇聯、美國的排種器充填系數僅75%，比蘇、美的提高20%。這表明新排種器不僅漏種率低，而且還能達到高速播種的要求。
1963年采用這種排種器的精密播種機曾在新疆和東北地區的國營農場大面積試驗，效果良好。1964年定型為BJT-6通用精密播種機，通過國家鑒定，成為中國第壹代的中耕作物精密播種機。它能播棉花（光子）、玉米、高粱、大豆等中耕作物。根據大面積試驗調查表明，精播棉花每畝能節約種子6～7公斤，玉米節約1.5～2.5公斤，高粱節約0.5～1.5公斤。如果國內半數棉花、玉米播種面積實現精播，僅此壹項就可為國家節約1億多公斤糧食，增產3500萬公斤油料。但當時因對精播宣傳不夠，多數人對其經濟效益認識不足，再加上種子選種不配套，整地不合要求等原因，僅在東北和新疆國營農場部分地區使用，另為援助阿爾巴尼亞曾出口三四百臺。
年近六旬的馬驥，為了振興中國農機事業，繼續戰鬥在科研第壹線。1975年，北京郊區為了實現穩產高產，普遍推廣間作套種制度，在玉米行間如何實現機械化收割小麥成了壹個迫切需要解決的問題。馬驥承擔了這項任務，到通縣收割機廠蹲點，將他研究的星輪扶禾器新結構應用到間套作收割機上。經過壹年的反復改進和試驗，北京-185立式割臺間套作小麥收割機誕生了，收割時，小麥能夠順利地鋪放在手扶拖拉機後面，不會傷害玉米苗。經過小麥和水稻兩次大面積生產試驗，深受農民群眾歡迎。該機雖在1976年尚未進行正式鑒定，收割機廠已生產了1200臺，當年通縣機收小麥17.7萬畝，占收割面積的42%。全縣有72個大隊，256個生產隊基本放下鐮刀。
由於所發明的星輪扶禾器使立式割臺在性能上有所突破，不僅解決了間套作收割，而且也為平作地區提供了較好的機型。隨後，很多省市農機研究所和工廠，根據這個原理和結構，按該地區的配套要求，設計生產了多種型號規格收割機。從1976年至1977年這種收割機迅速發展到全國十四個省市。國務院和農機部十分重視該機的推廣。1979年9月農機部在濟南召開了全國小麥收獲機械會議，總結了山東、河北、河南使用這種收割機“減少勞力，減少收割損失達到顯著效果”的典型事例。1979年12月農機部向國務院上報“關於積極發展小麥收獲機械的報告”中提出推廣這種小麥收割機的三大好處。到1982年該機在全國已生產8萬多臺，迄今仍有相當的生命力。此項成果1983年獲國家發明三等獎，並在菲律賓獲得專利。
馬驥的另壹個創新項目是立式軸流脫粒機。眾所周知，傳統的脫粒機所采用的籽粒分離裝置是很長的逐稿器，籽粒清選裝置是往復式震動篩。這些部件都需要占據很大的體積，不但消耗鋼材較多，同時也為設計懸掛在拖拉機上的聯合收割機造成困難。馬驥的設計方案是采用軸流脫粒原理，將傳統的臥式軸流滾筒豎立起來，成為立式軸流脫粒部件，取消了逐稿器和震動篩，使脫粒、分離、清選三個工作過程在壹個立式圓筒內完成。這樣體積小，結構簡單。這種“三合壹”新結構的脫粒裝置，馬驥早在“文化大革命”期間，就開始孕育醞釀，由於當時無法試驗驗證這種設想，直到1977年，馬驥在立式割臺收割機研究成功之後，才得以正式開始這壹創新工作。
這種新設計構想是壹項艱巨的研究課題，國內外還沒有成功的先例，必須壹切從頭開始。馬驥經過六個寒暑艱苦努力，無數次室內和田間試驗，終於在1982年，這種新型脫粒機構獲得了成功，性能達到指標，而重量僅為同等級生產率的傳統脫粒機的2/3至1/3。同年該部件通過了部級科研鑒定。在這期間，與這壹研究課題進行的同時，馬驥培養了兩個碩士生和壹個博士生。該脫粒部件於1988年獲國家科技發明三等獎。
馬驥正在攻研的最後壹個目標是新壹代的低成本聯合收割機。準備將他發明的立式割臺和立式軸流脫粒部件聯合起來組合成聯合收割機，配置在中型拖拉機上，成為中國式的聯合收割機。當前國內主要收獲方法還采用收割機和脫粒機分段收獲，這是過渡的收獲方法。國外工業化國家幾乎全部實現聯合收獲化了。聯合收獲勞動生產率高，能減少田間運輸和場上作業所產生的糧食損失和勞力消耗。但是，時至今日，傳統的聯合收割機機身龐大，結構復雜，價格昂貴，農民買不起，這是中國和發展中國家未能實行聯合收獲的最大障礙。研制中的新型聯合收割機的成本僅等於壹臺收割機和壹臺脫粒機的價錢，農民能夠買得起。馬驥現已年過七旬，但他“老驥伏櫪，誌在千裏，英雄暮年，壯心不已”，他仍在伏案設計制圖，勤奮創新，願在有生之年，繼續為解決農民的辛苦勞動，為中國的農機事業，貢獻自己畢生精力。