इ.स. १९८८मध्ये फुलब्राइट फेलोशिप मिळाल्यावर अग्रवाल यांनी अमेरिकेतील मेरीलॅंडमधील बेलॅटिव्हल अ‍ॅग्रिकल्चरल रिसर्च सेंटरमध्ये संशोधन केले. इंग्लंडमध्ये लॅंकेस्टर येथे रॉयल सोसायटी – इंडियन नॅशनल सायन्स अकादमी यांच्या संयुक्त विद्यमाने त्यांना फेलोशिप मिळाली (१९९४).

डॉ. अग्रवाल यांनी दिल्लीतील पर्यावरण मंत्रालय, विद्यापीठ अनुदान आयोग, विज्ञान आणि तंत्रज्ञान खाते, काउन्सिल ऑफ सायंटिफिक ॲन्ड इंडस्ट्रियल रिसर्च, आणि यू.के.- स्टॉकहोम एन्व्हायर्नमेंट इन्स्टिट्यूट (यॉर्क)चा इंटरनॅशनल डेव्हलपमेंट विभाग, यू.के. रिसर्च कौन्सिल (नॉर्वे) आदींनी पुरस्कृत केलेल्या प्रकल्पांवर संशोधन केले आहे.

२२० शोधनिबंध, २ पुस्तके (त्यातील एक मेरिकेतील लेव्हिस पब्लिकेशनकडून प्रसिद्ध) अग्रवालांच्या नावावर असून, संयुक्त राष्ट्र संघटनेच्या पर्यावरण कार्यक्रमाच्या एशियन ब्राऊन क्लाऊड या प्रकल्पात त्यांनी भाग घेतला होता.

मधुलिका शशिभूषण अग्रवाल यांनी ३६हून अधिक विद्यार्थ्यांना पीएच.डी.साठी मार्गदर्शन केले आहे.

पुरस्कार
अमेरिका-इंग्लंडमधील संशोधन
पिकांवर होणारा प्रदूषणाचा परिणाम
आंतरराष्ट्रीय मान्यता