Som professor i hygiene ved Universitetet i Oslo 1952–75 var Haakon Natvig en av de viktigste drivkreftene for å konsolidere og videreutvikle sitt fag som en bredt anlagt basis for en forebyggende medisinsk helhetstenkning.
I mellomkrigstiden var hygiene og forebyggende medisin under sterk utvikling i Norge som et ledd i bekjempelsen av datidens viktige infeksjonssykdommer, ved siden av yrkesrelaterte sykdommer, ernæringssvikt og annen sosialt betinget helseskade. Carl Schiøtz var tidens pioner på området, og Haakon Natvig var en av hans elever.
Etter examen artium 1924 og medisinsk embetseksamen 1931 utdannet Natvig seg videre i hygiene samtidig med at han drev legepraksis på Fetsund. Hans doktorarbeid fra 1941 handlet om vitaminenes betydning for motstandskraften mot infeksjoner og gikk således rett inn i kjerneområdet for tidens problemstillinger i forebyggende medisin.
Natvig arbeidet ved Oslo Helseråd 1940–52 og var da helseinspektør og sjef for avdelingen for næringsmiddelkontroll. Han publiserte flere arbeider innenfor næringsmiddelhygiene og ernæring og gav ut en mye brukt håndbok i kjøkkenhygiene. Natvig var nasjonalt og internasjonalt engasjert i arbeidet for å standardisere metoder for hygienisk kontroll av næringsmidler.
Imidlertid var Natvig også sterkt opptatt av et annet av hygienens områder, nemlig arbeidsmedisinen. Fra 1917 hadde Carl Schiøtz etablert et system for bedriftshelsetjeneste, som viste seg å være et både populært og effektivt medisinsk tiltak. For å få dette inn i mer allmenne og ensartede former lanserte Natvig sammen med en liten gruppe andre Schiøtz-elever en bedriftslegeordning 1943, formelt avtalefestet 1946. Som formann i det koordinerende organ Bedriftslegerådet ble Natvig reelt sett ordningens leder. Frem til de medisinske, samfunnsmessige og administrative forholdene endret seg fra 1970-årene, var bedriftshelsetjeneste av denne type et av de viktigste virkemidler innen forebyggende medisin i Norge. Natvig publiserte selv viktige yrkesmedisinske arbeider, blant annet allerede 1936 om sinkfeber. Den etter hvert landsomfattende bedriftshelsetjenesten gav dessuten nye muligheter for epidemiologisk forskning både for ham selv og for kolleger fra en rekke medisinske områder.
Medisinsk folkeopplysning er en viktig metode for å danne gode forebyggende holdninger. Natvig var først redaksjonssekretær, fra 1944 redaktør for det utbredte opplysningsbladet Liv og Helse, som især hadde skoleverk og lærere som målgruppe.
Natvig har stått for et meget vidt interessefelt innen hygiene og forebyggende medisin. Han har også vært opptatt av at universitetsfaget måtte ha nær kontakt med det virkelige liv for å utvikle seg, noe han selv ivaretok ved å ha en lang rekke bistillinger og verv. Ved Universitetet i Oslo ble hygienen delt i sosialmedisin og hygiene 1951. Selv om en del dermed var blitt skilt ut, var Natvig innstilt på å beholde en bred tilnærming til problemstillingene, noe som går frem av hans Lærebok i hygiene, der de medisinske temaene settes inn i en historisk og samfunnsmessig ramme, med vekt på oversikt og konkret kunnskap. Selv om kunnskapsgrunnlaget for boken har endret seg siden, har den fått en varig posisjon gjennom sin utforming av et forebyggende medisinsk helhetssyn. Fra 1970-årene har imidlertid en rekke forhold bevirket at faget er blitt mer oppsplittet, både som undervisningsfag og når det gjelder funksjoner og ansvarsforhold ute i samfunnet, f.eks. arbeidsmedisin, næringsmiddelhygiene og miljømedisin.
Etter at han ble pensjonert 1975, har Natvig fortsatt drevet aktiv forskning gjennom mange år, blant annet omkring risikofaktorer for hjertesykdom.
Haakon Natvigs interesser innenfor historie, kultur og kunst har alltid vært sterke, og hans gjestfrie hjem på Nordberg i Oslo var i så måte et møtested.