Первая его значительная научная работа «Быт каракалпакского крестьянства в Чимбайском районе в прошлом и настоящем». Принимал активное участие в написании «Очерков истории Каракалпакской АССР» им написаны разделы «Борьба трудящихся Каракалпакии за восстановление и дальнейшее развитие народного хозяйства в послевоенный период (1945-1953 гг.)»; «Борьба трудящихся Каракалпакии за мощный подъем народного хозяйства и завершение строительства социализма (1953-1958 гг.)»; «Дальнейшее развитие социалистической культуры в Каракалпакской АССР»; «Победа культурной революции в Каракалпакии (1917-1940 гг.)».
Изучая историю и этнографию Каракалпакии, У.Х. Шалекенов параллельно работал над монографией «Казахи низовьев Амударьи (к истории взаимоотношений народов Каракалпакии в XVIII-XX вв.)», посвященной истории и этнографии казахской диаспоры, проживающей в низовьях Амударьи. В Каракалпакии в тот период проживало более 300 тысяч казахов, составлявших треть населения республики. Этот труд ученого – итог многолетних историко-этнографических исследований в низовьях Амударьи. Изучены казахское население и процесс сближения казахов с каракалпаками, узбеками, туркменами и другими народами Хорезмского оазиса с ХVIII в. по 60-е годы XX в. Этот процесс анализировался автором на основе полевых этнографических материалов, литературных и архивных источников в политическом, экономическом и культурно-бытовом аспектах.
На основе этой монографии У.Х. Шалекенов в 1967 году защитил докторскую диссертацию на объединенном ученом совете президиума АН Узбекистана. Официальными оппонентами были академики А.Х. Маргулан, Я.Г. Гулямов и доктор исторических наук А. Садыков, которые высоко оценили труд ученого. Совет единогласно присудил ему степень доктора исторических наук.
В 60-е годы У.Х. Шалекеновым были опубликованы отдельные книги по истории Каракалпакии и статьи в научных журналах.
В 1973 году профессор Шалекенов принимал участие в работе Центрально-Казахстанской археологической экспедиции, возглавляемой академиком А.Х. Маргуланом, ознакомился с археологическими памятниками Бетпак-Далы, бассейна Сарысу и Улытау, затем занимался изучением оседлой культуры казахского народа в древний и средневековый периоды: это его основное научное направление.
В 1974 году У.Х. Шалекенов организовал археолого-этнографическую экспедицию КазГУ, которая ежегодно вела археологическое изучение раннесредневекового городища Актобе,