В годы работы над диссертацией ученый опубликовал и большую проблемную статью «Некоторые спорные вопросы изучения японского языка» (издана в 1955 г., написана, вероятно, несколько раньше). Это были годы борьбы с последствиями господства марризма, и Сыромятников, невзирая на авторитеты, беспощадно критиковал за те или иные марристские, по его мнению, идеи А. А. Холодовича, уже покойную Е. М. Колпакчи и даже Н. И. Конрада, хотя признавал, что последний был весьма далек от «нового учения о языке». В тупик он вставал, когда речь заходила о Е. Д. Поливанове. Он знал, что тот был последовательным противником Н. Я. Марра, но, тем не менее, марристские идеи находил и у него. В статье видны большая искренность автора и стремление освободить японоведение от догм и искажений. В статье перечислялись не изученные к тому времени у нас проблемы японского языка, многими из которых старался заниматься сам автор статьи.
От первоначальных занятий кёгэнами Сыромятников с конца 50-х гг. перешел к исследованию всего языка XVI–XIX вв. (новояпонского языка) от первых памятников, отражавших разговорную речь, до коренного преобразования языка в период европеизации Японии. Здесь он уже мог рассчитывать на поддержку академика Н. И. Конрада, ставшего ответственным редактором обеих его книг по данной тематике: «Становление новояпонского языка» (1965) и «Развитие новояпонского языка» (1978 г., уже после смерти Конрада). Первая книга описывала язык XVI–XVII вв., включая важные свидетельства первых португальских миссионеров, впервые зафиксировавших японский язык с позиций западной науки, вторая книга – язык от середины XVII в. до середины XIX в.
Книги стали первым монографическим описанием японского языка того времени не только в отечественной японистике, но вообще где-либо за пределами самой Японии. Описана языковая ситуация рассматриваемых эпох, подробно исследованы фонология, грамматика и в меньшей степени лексика. Эти две фундаментальные книги, пожалуй, составляют наибольший вклад Николая Александровича в науку.
Занимался он и современным языком. В 1971 г., помимо книги о временах, вышла и большая статья о другой глагольной категории – наклонении, где автор предложил любопытную и красивую, хотя спорную системную концепцию, позволяющую описывать и ее историческое развитие. Но наибольшую известность получила его словарная деятельность. За свою жизнь он принял участие в составлении трех значительных японско-русских словарей. Первый из них – средний по объему «Японско-русский словарь», составленный им вместе с Л. А. Немзером еще в начальный период научной деятельности. Словарь выдержал три издания в СССР (1951, 1960, 1965) и два издания в Японии (1952, 1966). В течение двух десятилетий словарь оставался основным пособием, которым пользовались все наши японисты.
Затем Сыромятников вошел в авторский коллектив Большого японско-русского словаря под редакцией Н. И. Конрада, работа над которым шла около полутора десятилетий. Как сказано в предисловии к словарю, ему принадлежит 15,58 % его объема. Словарь вышел в 1970 г. и содержит более 100 тысяч слов. Первоначальный объем был несколько больше, но пришлось сделать сокращения и из-за издательских трудностей, и по идейным причинам, в частности, значительно сократили религиозную лексику. До сих пор это самый большой в нашей стране словарь японского языка. Он трижды выпускался в Японии (1971, 1973, 1975). За участие в этом словаре Н. А. Сыромятников в 1973 г. был удостоен Государственной премии СССР. Равнодушный к другим почестям и званиям, он гордился своим лауреатством и любил ходить с лауреатским значком.
По окончании этой работы Николай Александрович, снова вместе с Л. А. Немзером, приступил к работе над новым вариантом своего первого словаря; в большей части словарь составлялся заново, он вышел в 1984 г.; Сыромятников для него написал первый у нас краткий очерк японского ударения.
В 60-е гг., еще не закончив исследования по новояпонскому языку, ученый приступил к изучению более древнего периода японской языковой истории. В результате – книга «Древнеяпонский язык», законченная в 1968 г. и вышедшая в свет в 1972 г. в институтской серии «Языки народов Азии и Африки». Лучшие ее разделы написаны в том же стиле, что и работы того же автора о новояпонском языке: столь же скрупулезный, хотя и менее подробный из-за ограниченности объема анализ фонологии и грамматики языка древнейших японских памятников VIII в., первого века японской письменной истории, особенно «Кодзики» и «Манъёсю». В 1981 г. издательством «Наука» в несколько расширенном варианте очерк был издан на английском языке. Это единственная крупная работа Сыромятникова, доступная зарубежному читателю (было еще несколько небольших статей в Японии). После его смерти профессор Мураяма Ситиро, постоянный пропагандист русской и советской науки в Японии, выдвигал идею издать по-японски сборник работ Николая Александровича (так же как им был издан сборник трудов Е. Д. Поливанова по японистике). Но Мураяма теперь тоже умер, и проект не реализовался.