Hilmar Stigums livsinnsats er knyttet til Norsk Folkemuseum, hvor han var ansatt i hele 46 år. Særlig stor betydning hadde han for oppbyggingen av friluftsmuseet og som leder for avdelingene som omfattet jordbruk og håndverk. Som forsker var han fortrolig med de fleste emner innen studiet av tradisjonell norsk folkekultur, en innsikt han hadde ervervet gjennom mange års feltarbeid over hele landet og stadig nærkontakt med museumsmaterialet. Som professor i etnologi ved Universitetet i Oslo fikk han avgjørende innflytelse på fagprofilen og ble en høyt respektert lærer.
Fra først av tok Stigum sikte på en håndverksutdannelse. Grundig kjennskap til et bygdemiljø og håndverksvirksomhet fikk stor betydning for hans senere yrkesutøvelse. Han tok examen artium som privatist 1921 og begynte å studere ved universitetet i Kristiania. I studietiden ble han engasjert som assistent ved Norsk Folkemuseum. Her fant han sitt store interessefelt og begynte å studere relevante museumsfag. Han tok magistergraden 1928 med historie hovedfag og støttefagene kunsthistorie og arkeologi. Studiet må ha hatt stor betydning for hans senere karakteristiske forskeregenskaper, kritisk sans og evnen til å se prinsipielle sammenhenger i et detaljert og mangfoldig stoff.
Etter fullført utdannelse ble Stigum ansatt som amanuensis ved Norsk Folkemuseum, senere konservator og underbestyrer. Han var ansatt ved museet til 1967, da han gikk av ved oppnådd aldersgrense. Samtidig var han knyttet til Norsk etnologisk gransking som leder og ble 1961 professor II i etnologi ved UiO.
Stigums ansvarsområder ved Norsk Folkemuseum ble bestemmende for hans senere forskningstemaer og vitenskapelige metodikk. Som ledd i å øke samlingene og drive dokumentasjonsarbeid foretok han reiser omkring i hele landet. Det var særlig utdøende håndverksfag, husflidsteknikker og eldre jordbruksmetoder han konsentrerte seg om. På den måten fikk han et enestående godt kjennskap til arbeidsliv og leveforhold i tradisjonelle bygdesamfunn og laugsforhold i byene.
På feltarbeidsreisene var Stigum ikke bare opptatt av selve gjenstandene, men også av den kulturelle kontekst de fungerte innenfor. Især var det viktig å dokumentere bruken av gjenstanden slik at den ble forståelig for ettertiden. Ved siden av skriftlige nedtegnelser tok han i bruk foto og film. På dette feltet var han en pioner i Norge. Hans engasjement for Norsk etnologisk gransking må forstås på bakgrunn av ønsket om å skaffe frem flest mulig opplysninger rundt gjenstanden.
Stigum betraktet gjenstandsinnsamling, utfyllende dokumentasjon og forskning som en integrert helhet. Dette er med på å gi hans forskning en særegen karakter. Fremstillingene bygger på en kombinasjon av mange typer kilder og viser livsnærhet og realisme. De er skrevet i en nøktern stil, men med et underliggende formidlingsengasjement og personlig uttrykksmåte.
Hilmar Stigum er kanskje mest kjent for sine oversiktsarbeider, artiklene i Norsk kulturhistorie og Vår gamle bondekultur. De er fortsatt nyttige referansearbeider. I sine bygningsstudier kom han med mye nytt stoff og etablerte en nyttig laftekronologi. Grunnleggende er også hans håndverksstudier i Det norske håndverks historie, som har tradisjon og impuls som et viktig underliggende perspektiv. I artikkelen Plogen fra 1933, som var hans vitenskapelige gjennombruddsverk, foretok han en nyttig begrepsmessig og funksjonell avklaring mellom ulike plogtyper. Sitt dype kjennskap til tradisjonell norsk folkekultur viser Stigum i artiklene 'The study of man'. Evolusjonstanken og det historiske forløp og Ingeniøroppfatningen av tilværelsen og den konservative idé, som begge er av prinsipiell art og teoretisk sett svært fruktbare.
Summen av sin innsikt i norsk kulturhistorie fikk Stigum formidlet gjennom undervisning ved universitetet, både som foreleser og inspirerende guide på museumsbesøk.