1985年起担任贵阳医学院附属医院内科住院医，1992年成为主治医师，1997年晋升为副主任医师并担任副教授、消化内科副主任、内镜中心副主任，2003年晋升为主任医师；2004年调入北京大学第三医院消化科任主任医师，2006年担任北京大学第三医院消化科副主任；2024年调入北京清华长庚医院担任消化内科科主任、内镜中心主任
从事消化内科及消化内镜诊疗工作近40年，是我国著名的消化内镜专家，在胆胰系统疾病，消化道早期癌，消化道黏膜下肿瘤内镜治疗方面具有很深的造诣。其中十二指肠乳头成型术为国内外首创，得到了国内和国际同行的高度认可。
黄永辉教授一直致力于消化内镜技术创新和开拓工作，授权发明专利3项，以第一发明人身份获得国家“实用新型专利”15项，部分已实现产品成果转化，产品成果转化获国家二类医疗器械注册证。其中创新性技术十二指肠乳头成型术获得了国际消化内镜界的认可，GIE Video 和DEN均进行了相应的主编述评和报道。另一项创新性技术肠内延伸型胆管支架在国内已广泛开展应用，反响强烈。作为国内顶尖的内镜专家，黄永辉教授近年来在国内外各大型学术会议上进行现场内镜操作演示百余次，包括一带一路内镜带教、全国消化内镜年会等重要学术会议。多次深入西藏、贵州等边远地区进行ERCP内镜带教，并为此两地区培养了多名优秀的胆胰内镜医生。
黄永辉教授承担国家自然基金项目3项，北京市科委健康培育项目基金或首发基金3项。长期从事消化内镜微创治疗技术的临床及应用基础研究，如经自然腔道内镜手术（NOTES）、直接经口胆道镜技术等的应用研究，以及胆胰疾病（如特发性急性复发性胰腺炎、慢性胰腺炎、胆道良恶性梗阻等）、消化道早癌及癌前病变内镜治疗等的临床研究。近年来，多项创新性临床研究，如悬挂式超长胆道支架、内镜下乳头成型术、激素凝胶口服预防食管大面积ESD术后食管狭窄等在欧洲消化疾病周（UEGW）和亚太消化疾病周（APDW）上进行了发言或交流。
在多个期刊任常务编委及编委。主持和参与国家级和省部级科研项目20余项，参与及牵头制定我国消化内镜指南及共识共8部，主译、主编及参译、参编消化内镜中外专著共20部。以第一作者或通讯作者在国内外专业杂志上发表学术论文78篇，其中SCI论文10余篇，参加多部消化疾病专著或译著的编写。
中华医学会消化内镜分会常委，老年协作组组长，EUS学组副组长
北京医学会消化内镜分会副主任委员，ERCP学组组长
北京整合医学学会消化内镜学分会主任委员
中国非公立医疗机构协会消化内镜专业委员会副主任委员
中国研究型医院学会消化内镜分子影像专业委员会副主任委员
中国医师协会消化医师分会胰胆疾病专业委员会副主任委员
中国抗癌协会肿瘤内镜分会副主委
《EUS》杂志编委
《中华消化内镜杂志》编委
《中华胰腺病杂志》编委
《中华临床医学杂志》编委
《中华胃肠内镜电子杂志》编委
《中国微创外科杂志》常务编委
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