- покрасневшие — приставка по-, пишется слитно.
- бессонных — приставка бес- перед глухой согласной «с» пишется с «с».
- ночей — проверочная гласная в корне -ноч- (проверочное слово: ночь).
- продолжали — приставка про-.
- оставаться — проверочная гласная в корне -оста- (проверочное слово: остаться).
- серьёзными — проверочная гласная в корне -ерьёз- (проверочное слово: серьёзный).
Ответ: Его утомлённые, покрасневшие после нескольких бессонных ночей глаза открыто и ясно улыбнулись, хотя брови продолжали оставаться серьёзными.