Il s'est particulièrement intéressé à l'évolution des vertébrés, surtout à l'origine du vol des oiseaux et des ptérosaures. Il a publié plus de 100 articles scientifiques[3]. En 2003, il a reçu le Carl Sagan Prize for Science Popularization[4] pour ces efforts de vulgarisation scientifique[5]. En 2007 il est nommé membre de l'Association américaine pour l'avancement de la science[6].
Il est intervenu comme témoin lors du procès Kitzmiller v. Dover Area School où est mis en cause l'enseignement de l'intelligent design dans les écoles publiques américaine, son intervention a été citée plusieurs fois dans la décision du tribunal[7].
En 2009, Kevin Padian étudie les empreintes de la Plage aux Ptérosaures en France et évoque un atterrissage aérien d'un ptérosaure avec ses deux « pieds » côte à côte puis, après un saut, ses deux « mains » sont utilisées et le ptérosaure commence à marcher à quatre pattes. Pour sa part le paléontologue David Unwin n'exclut pas qu'il pourrait s'agir de traces de nage. Padian répond alors que les traces seraient moins franches, moins marquées[8].
