Работу свою он начал в должности доцента кафедры уголовного права АГЮИ. С апреля 1940 г. Т. М. Культелеев был назначен директором АГЮИ.
28 ноября 1941 г. постановлением СНК СССР на базе АГЮИ и эвакуированного в Алма-Ату Московского юридического института был создан первый государственный юридический институт при Наркомате юстиции СССР.
В 1942 г. Т. М. Культелеев призван в ряды Советской Армии, а в декабре 1942 г. директивным распоряжением он был демобилизован и назначен лектором ЦК КП(б) Казахстана. Одновременно он вновь работал доцентом кафедры уголовного права юридического института.
В сентябре 1943 г. в связи с восстановлением АГЮИ Т. М. Культелеев был вновь назначен его директором. Проработал он в этой должности до ноября 1946 г.
С преобразованием Казахского филиала АН СССР в Академию наук Казахской ССР(1946 г.) было создано первое научно-исследовательское юридическое учреждение в Казахстане - Сектор права Академии наук Казахской ССР (в дальнейшем преобразован в Институт философии и права, а затем в Институт государства и права Национальной академии наук РК). Заведующим Сектором права, первым его руководителем был назначен Т. М. Культелеев. Здесь он работал до конца своих дней. Научно-педагогическую деятельность Т. М. Культелеев сочетал с практической. Работал в республиканском Наркомате юстиции, избирался членом Верховного суда Казахской ССР.
Одновременно с работой в Секторе права с октября 1951 г. по февраль 1953 г. он был прикомандирован в докторантуру права АН СССР. К концу 1952 г. Т. М. Культелеев завершил работу над докторской диссертацией. Защита была намечена на начало 1953 г. Однако 15 февраля 1953 г. не успев защитить диссертацию, Т. М. Культелеев трагически погиб.
Основа юридического образования и правовой науки Казахстана была заложена не в последнюю очередь благодаря его деятельности как талантливого организатора, педагога и учёного. Впервые при его активном участии в республике была начата подготовка квалифицированных юристов.
Для историков, представляет ценность такие его статьи, посвященные становлению науки и образования в республике, как «Юридическая наука и образование в Казахской ССР и наши задачи» (1948), «Важнейшие задачи юридических наук в Казахстане» (1951), и т.д.
Организация в Казахстане научных исследований в области государства и права тесно связанна с его именем. В своих исследованиях, Т. М. Культелеев рассматривал широкий круг вопросов, связанных с правовой жизнью дореволюционного Казахстана особенности и этапы её развития, основные институты, устные и письменные памятники.
T. М. Культелеев был «пионером» в деле систематического изучения обычного права казахов (С. З. Зиманов // Проблемы казахского обычного права, Алма-Ата, 1989 г., с. 20). Поэтому его исследовательский ход и научные достижения стали во многом образцом, ориентиром для последующих исследователей. Т. М. Культелеева интересовали не только отдельные проблемы обычного права казахов, но и обычное право в целом, его сущность, структура, эволюция и другие аналогичные вопросы.
Одним из основных объектов его исследования стала группа норм и институтов казахского обычного права (барымта, калым, кун и др.), резко отрицательно оценивавшиеся как «пережитки патриархально-феодальных отношений», вследствие чего их пытались отменить, а отношения, которые регулировались ими, ликвидировать.
В результате выявления и систематизации источников по обычному праву казахов в 1948 г. в Алма-Ате под руководством Т. М. Культелеева и при его участии научными сотрудниками Сектора права М. Г. Масевич и Г. Б. Шакаевым, под общей редакцией видного русского ученного С. В. Юшкова, был подготовлен и издан сборник «Материалы по казахскому обычному праву». В него были включены, полностью или в виде извлечений, 8 источников по обычному праву казахов колониального периода, причём некоторые из них впервые. «...Это ценнейшее издание в течение почти полувека было настольной книгой многих исследователей политической и правовой мысли и в целом истории дореволюционного Казахстана, незаменимым первоисточником для молодых учёных, аспирантов, базировавших на его материалах свои исследования по обычному праву казахов…» (такую оценку этой работе дали С. Сартаев и С. Созакбаев).
Т. М. Культелеев считал, что изучение казахского обычного права в целом не под силу одному исследователю, и поэтому он занимался прежде всего уголовным обычным правом. Но, тем не менее, фундаментально изучая отдельную отрасль обычного права, он не мог пройти мимо общетеоретических вопросов, а также таких смежных отраслей, как семейно-брачная, гражданская и др. Не утратили своего значения научные статьи Т. М. Культелеева, посвященные различным аспектам обычного права казахов: «Советское уголовное законодательство в борьбе с преступлениями против раскрепощения женщины Казахстана» (1948 г.), «Вопросы уголовного права в обычном праве казахов ХVШ и начала ХIХ веков» (1950 г.), «Вопросы казахского обычного права в романе Мухтара Ауэзова «Абай» (1950 г.), и др.
Итогом многолетней исследовательской деятельности Т. М. Культелеева явилась докторская диссертация, которую он не успел защитить. В 1955 г. она была опубликована благодаря усилиям С. Я. Булатова, Л. В. Дюкова, С. 3. Зиманова, А. А. Филимоновой и В. А. Кима в виде монографии (Культелеев Т. М. Уголовное обычное право казахов (с момента, присоединения Казахстана к России до установления Советской власти. Алма-Ата, 1955).
Это первое фундаментальное исследование обычного права казахов колониального периода, которое, несмотря на некоторые архаизмы и другие недостатки, сохранило в основном свою научно-теоретическую ценность. Хотя и прошло более 50 лет с момента его публикации, обычное право казахов остаётся малоразработанной областью права.
В этой работе Т. М. Культелеев максимально полно использовал все известные к тому времени материалы по данной проблеме, изучив архивные фонды Алма-Аты, Москвы, Ленинграда, Ташкента, Казани, Омска и других крупных центров науки, введя в научный оборот множество малоизвестных или неизвестных источников по казахскому обычному праву.
Основным объектом исследования в монографии является обычное право казахов, в частности уголовное обычное право, его состояние и эволюция в период с 30-х годов XVIII в. до 1917 г. Частично рассматривается и древнейшее обычное право казахов.
Были рассмотрены и общие вопросы истории государства и права Казахстана. В частности, дана общая характеристика общественного и политического строя колониального Казахстана, впервые сформулировано в духе жесткого нормативизма, присущего тогдашней эпохе, общее понятие обычного права казахов, определена система основных источников, проанализирована сложная проблема взаимодействия обычного права казахов с общеимперским законодательством России и мусульманским правом.
Практически все основные вопросы, рассматривавшиеся в монографии, до этого не были предметом специального научного изучения. К примеру, Т. М. Культелеевым было исследовано в качестве одного из основных источников обычного права казахов Уложение Тауке-хана, известное в казахской историографии под наименованием «Жеты Жаргы» Тауке-хана . Основываясь на русских списках «Жеты Жаргы» А. И. Лёвшина, Г. И. Спасского и Я. П. Гавердовского, Т.М. Культелеев впервые дал научную характеристику одному из ранних памятников законодательства казахских ханов.
О значении этой монографии можно судить и по тому, что в настоящее время в правовой науке Казахстана фактически господствует общее понятие обычного права, сформулированное Т. М. Культелеевым в начале 50-х годов: «…Казахское обычное право, как и обычное право у других народов, есть совокупность юридических обычаев, выражающих волю господствующего класса, санкционированных государственный властью и осуществляемых в принудительном порядке в целях охраны общественных отношений и порядков, выгодных и угодных господствующему классу...» (с. 84-85).
Таким образом, классический труд Т. М. Культелеева был и остаётся одним из основных по истории государства и права Казахстана, который фактически предопределил дальнейшие направления исследований в области истории государства и права республики, прежде всего досоветского периода, и при этом остается по некоторым вопросам непревзойденным до настоящего времени.