1948年底，由美国转入欧洲考察、讲学并一直做着制造原子弹之梦的曾昭抡，见事不可为，又闻国内战火正盛，决定携夫人俞大絪归国。俞大絪于1946年由任教的中央大学赴哈佛大学进修，后随曾昭抡赴欧洲访问。既然国内国际形势如此，自是不便久留国外，遂于1948年1月23日抵达香港。
抵港后，曾昭抡给仍在美国就读的弟子王瑞駪发去一函，谓“原拟即返北平。到此得悉东北华北局面异常紧张，友人坚劝勿行，乃暂时留下，再作第二步打算”。同时叮嘱王：“为弟前途计，毕业后宜设法继续留美读书或做事，四五年后再回国，如此局面方可望平定。”其间，已迁往台湾的陈诚、俞大维等人，给曾昭抡安排了—个“饲料公司”（实为核研究机构）经理的职务，并催其速赴台北就职，以便继续进行“种子计划”的研究。中共方面得此情报，加剧了对曾的“政治思想工作”，经过中共地下人员和民盟在港人员一番循循善诱开导，曾昭抡决定抛弃台湾的亲友，坚决回到大陆，投入共产党的怀抱。随着国共翻盘，江山易色，曾氏所期待的弟子王瑞駪没有步他的后尘回归大陆，而是永远留在了美国的土地上。
1949年3月19日，国内大局已定，在中共领导人周恩来秘密派人接应下，曾昭抡独身一人乘船返天津（时俞大絪母亲在港医院治病，俞服侍未归），3月27日到达北平，重返北京大学。由于曾氏自身具有的特殊分量和威望，根据中共此前的许诺，曾昭抡的脚步刚刚踏进北大之门，即被任命为化学系主任兼北大教务长、校务委员会常务委员，实际权力和地位与此前掌控清华的吴晗不相上下。
1951年，根据此前中共许诺的对胜利成果分配方案，民盟的一帮大佬如章伯钧、罗隆基、史良等辈，皆出任正部长或正部级政府高官大员。作为民盟主要成员之一的曾昭抡，被当局任命为教育部副部长兼高教司司长，这个官帽与民盟另一位重要成员吴晗出任的北京市副市长同等级别。既然胜利果实是大家共同斗出来、或打出来的，在分封加赏的台面上，也要尽可能做得公允、公平，以展掌权者的懿德嘉行，也落得个皆大欢喜。1952年11月15日，根据苏联老大哥的教育模式，政务院教育部分设出高等教育部，曾昭抡出任高教部副部长。1955年，中国科学院化学研究所筹备工作完成，曾氏兼任该所所长。此时的曾昭抡在政治上达到了一生的顶峰，生活上也是一生中最为得意的时期。
当曾昭抡实际掌控北大的1950年，夫人俞大絪已由香港返回北平，出任燕京大学西语系教授。1952年院系调整，转入北京大学西语系讲授英国文学，与她的胞姐、北大西语系教授俞大缜同台授课。1948年底，国民党政府于凄风苦雨中组织“抢救学人计划”时，俞大维特别关心在北大西语系任教的俞大缜。傅斯年曾专门致电负责抢运事宜的北大秘书长、老同事郑天挺，特别提到指挥飞机调度的俞大维甚挂念仍在北平的妹妹俞大缜，在电报中明确表示“乞兄务必问她一下，给她一个机会”，让其随机南飞。当郑天挺把电文转达后，俞大缜却谢绝了其兄的盛意，拒绝南飞，表示要留在北平等待改天换地的新时代到来。——她如愿以偿，新中国成立后得以与胞妹俞大絪在北大双双登台讲授英国文学。更令俞家姐妹感到开心和温暖的是，随着曾昭抡戴上高教部副部长的官帽，按照中国论官行赏的特色，曾昭抡、俞大絪夫妇搬入北大燕东园居住并有了一个单独的院子。因曾、俞二人是姑表亲结婚，怕生下孩子后会有遗传性残疾，故一直未生育小孩，总是两口之家。因曾氏夫妇房舍宽敞明亮，离异的俞大缜成为曾家的常客，并一度当做自己的家与曾氏夫妇共同生活。在这个流动着激情和浪漫的环境中，每于8月夏季的夜晚，天空银河闪耀，繁星点点，在院中荡漾着青春生命的草地上，大批亲朋故旧、师生好友和苏联专家前来拜访并受到热情招待，曾、俞夫妇在此度过了一段温馨难忘的岁月。其间，像南京博物院的曾昭燏一样，俞氏姐妹也受命通过广播电台向台湾喊话，对她们的哥哥、时任台湾国民党“国防部长”俞大维做“统战工作”。曾昭抡还奉命与俞大絪、俞大缜，以及俞大维的胞弟、美国艾奥瓦州立大学博士、著名植物病理学与微生物学家、中央研究院首届院士、时任北京农业大学校长的俞大绂及家人，于燕东园自家小院的草坪上，照了一张看上去很幸福美满的合影交给当局，说是通过某种渠道传到台湾俞大维手中，争取其“觉醒”和“反正”，弃蒋投共，回到人民的怀抱云云。只是这样的日子好景不长，未过几年，曾、俞夫妇就稀里糊涂地踏进了鬼门关。
1957年7月，曾昭抡因“反党反社会主义的科学纲领”的“六教授事件”被打成右派，随之撤销本兼各职，停止工作，自谋生路。与一般政客和官场的混混儿不同的是，对于曾氏来说，撤销职务对他并不是多么沉重的打击，他一生最看重的还是学术生命。在曾昭抡去世之后一些回忆和纪念文章中，多数人把曾氏描绘成一个沉默寡言的人，平时很少与人交际，只是专心治学，有时简直到了着迷程度的书呆子，对于治学之外的事情常常心不在焉。如潘光旦对费孝通说过曾昭抡一件事：“一次天空阴云密布，他带着伞出门，走了不久，果然开始下雨，而且越下越大，衣服被淋湿了，他仍然提着那把没打开的伞向前走，直到别人提醒他，才把伞打开。还有一次在家里吃晚饭，他不知怎地，心不在此，竟拿煤铲到锅里去添饭，直到他爱人发现他饭碗里有煤炭，才恍然大悟。至于晚上穿着衣服和鞋袜躺在床上睡觉是常事。”费孝通进一步补充说：曾昭抡干起事业来，连家都不要的，有一次“他回到家里，家里的保姆不知道他是主人，把他当客人招待。见曾先生到晚上还不走，保姆很奇怪，闹不明白这个客人怎么一回事”。另据俞大缜晚年回忆说：“在我近八十年的生涯中，还未见过有他那样专心治学的人。他用功到了精神非常集中的程度，以至有时竟像一个‘傻子’。记得有一天，我从北大回家，路过沙滩前，只见昭抡站在红楼前面，面对着一根电线杆子，又点头，又说又笑，过往行人不胜骇然。我走近他身边，他也不理我，仔细听他说话，原来他在和电线杆谈化学哩……我同院邻居一位老先生，曾在北大当过职员，他对我说过：‘你那位亲戚曾昭抡有神经病，我亲眼见他对着红楼前的木柱说话。’”
《诗·王风》有云：“知我者谓我心忧，不知我者谓我何求。”若说曾昭抡有神经病显然是“不知”之故。与曾氏同为“六教授事件”之一的费孝通，算是对曾氏的思想言行较为同情、理解的一位。费氏认为，曾昭抡在生活中有个东西，这个东西可以用“志”来表达，即匹夫不可夺志的“志”。这个“志”在曾昭抡包括与曾氏同辈的知识分子如陈寅恪等人的心中很清楚，他要追求一个东西，一个人生的着落。而“知识分子心里总要有个着落，有个寄托。一生要做什么事情，自己要知道、要明白。现在的人很多不知道他的一生要干什么……没有一个一生中不可移动的目标了”。
费氏之言，对曾昭抡应是公道的，但对“现在的人”之说似乎有些偏颇。自人类有史以来，有费氏所指的那种志向、毅力和恒心的人并不多，而有志向、恒心又有大成就者更是少之又少，曾昭抡与陈寅恪等一代人杰，算是少有的异数，可谓高山灵芝，空谷幽兰。而灵芝与幽兰的产生自然与它生长的环境、气候等诸多条件密切相关，曾昭抡的“志”与一生成就的事业，也自然地与他的门第家风有密切关系，这一点非常重要。只要略知湘乡曾氏家族历史，或者进一步通读曾文正公家书者，便知其言不谬。清道光二十四年十一月十一日，时年34岁、在京城充任翰林院教习庶吉士的曾国藩在给家乡诸弟的信中明确提及：“是以往年常示诸弟以课程，近来则只教以有恒二字。”又说：“学问之道无穷，而总以有恒为主。兄往年极无恒，近年略好，而犹未纯熟。自七月初一起至今，则无一日间断。每日临帖百字，抄书百字，看书少亦须满二十页，多则不论。自七月起至今，已看过《王荆公文集》百卷，《归震川文集》四十卷，《诗经大全》二十卷，《后汉书》百卷，皆朱笔加圈批。虽极忙，亦须了本日功课，不以昨日耽搁而今日补做，不以明日有事而今日预做。诸弟若能有恒如此，则虽四弟中等之资，亦当有所成就，况六弟、九弟上等之资乎？”咸丰七年十二月十四日夜，曾国藩在致九弟曾国荃的信中特别强调说：“凡人作一事，便须全副精神注在此一事，首尾不懈，不可见异思迁，做这样想那样，坐这山望那山。人而无恒，终身一无所成。我生平坐犯无恒的弊病，实在受害不小。”又说：“现在带勇，即埋头尽力以求带勇之法，早夜孳孳，日所思，夜所梦，舍带勇以外则一概不管。不可又想读书，又想中举，又想作州县，纷纷扰扰，千头万绪，将来又蹈我之覆辙，百无一成，悔之晚矣。……余生平坐无恒流弊极大，今老矣，不能不教诫吾弟吾子。”
写这封信的时候，曾国藩已在家乡办团练并率湘勇与太平军交战有年，且湘勇坐困南昌，进退不得。因父亲去世，曾国藩偕弟曾国华由江西回籍奔丧。居家期间，九弟曾国荃组建吉字营入援江西，而洪杨内讧越演越烈。在这关键时刻，老九却灰心懒散，有见异思迁之意。曾国藩针对这位九弟“来书谓意趣不在此，则兴会索然”，认为“大不可”，并有了一番关于“志”与“恒”的谆谆教导。信中有些话当是曾国藩的自谦，但在对“志”与“恒”的理解当是不差的，曾氏一生多次将“士人当有志有识有恒”的话题赠年轻学子，足见他对这一事理的深刻认知和重视。
通观曾国藩家书，验之曾氏一生言行，基本上是说到做到的，可谓“笃学尚行，止于至善”。如流传后世的曾国藩日记就是一个极好的例证。曾氏自道光十九年开始记日记，一直到道光二十五年止，后来十多年没有始终如一地坚持下去。咸丰八年，曾氏丁父忧复出，决心恢复记日记的习惯。此后尽管战事连绵，作为湘勇的中流砥柱，诸务繁杂，但曾氏仍坚守定律，天天记之，从未间断，直到临终的前一天手不能执笔方罢休。此点体现的“志”与“恒”，皆非常人可比。
需要作一点补充和特别提及的是，曾国藩初入京城尚未发迹时，曾拜过两位决定他一生命运的老师，一是官居太常寺卿的湖南善化人唐鉴，曾国藩得以奉旨在家乡办团练，正是唐鉴向咸丰帝推荐玉成。另一位是名震一时的理学大师、后来官至大学士的倭仁。他教给曾氏一个修身要诀：研几。几，乃几微之意。研几，即认真对待瞬间念头、细微小事，然后思索考虑，并与修身齐家治国平天下的大事联系起来。要达到“研几”的较高境界，最佳的方式就是记日记，在日记中留下瞬间抓住的念头和思想火花，无情地解剖自己，批判自己，以求达到净化灵魂和向更高境界迈进的目的。后世史家对这个“研几”多有解释，如曾氏家族研究专家唐浩明说，这个“研几”就像六十年代的“狠斗私字一闪念”，其实是不对的，应是诗人作家们通常所说的“灵感”，似更为合乎情理。
家人至亲的言传身教，自有别人不可替代的潜移默化的作用。曾昭抡在湘乡和长沙雅礼中学读书时，对曾国藩家书和日记犹感兴趣并有自己的领悟，前文已经述及，曾昭抡对祖辈留下的这份珍贵的文化遗产，是实实在在地下过大工夫拜读学习钻研过的。如对曾国藩提出的“士人读书，第一要有志，第二要有识，第三要有恒”的主张，曾昭抡进一步阐述说：“‘志’是奋发的决心，读书必须有奋发的精神；‘识’是远大的眼光，一个人要读好书，必须有识；‘恒’是坚强的毅力。是否有恒，是决定能否真正获得知识的关键。”
年轻时代的曾昭抡如此理解，一生中也是这样做的，而记日记的习惯，曾昭抡与曾昭燏兄妹可谓受家风熏染最重，体现也最为明显的人物。曾昭抡自海外留学归来，写日记习惯坚持了终生。从临时大学由长沙迁昆明时期的日记发表后尤其令人瞩目。1939年，曾昭抡率领师生从昆明到西康考察，又写了很多日记。这个习惯在曾氏日记中可以查到，如1940年10月24日，曾氏日记写道：“今日五时余醒，六时起身。七至八时上‘有机工业化学’。八至九时上‘无机工业化学’。九至十一时半，写《西康日记》。午饭后一时半至四时一刻，续写《西康日记》一段。……五至六时上‘国防化学’第一课。连日伤风，昨今二日均冷。上此课时，竟致哑不成声。”在如此环境和身体状况下，居然连写五小时的日记，可见其“日记情结”已成为他生命中一个不可或缺的重要组成部分。
1945年，曾昭抡从重庆坐长途汽车去兰州参加中国化学会年会，路上走了两个星期。他坐在汽车上，边走边记日记、写文章，令同行大为感动和敬佩。据研究曾昭抡的专家郭建荣统计，曾昭抡从1926年获博士学位回国，到1967年去世的41年间，编著与译著13部，日记与考察记11部。学术论文与译文164篇，军事理论与时局杂文87篇等，共约300篇（部），数百万字，而这些日记与著作还远不是其全部。曾氏日记部分，除了1936年天津大公报馆出版的《东行日记》（1939。11—1941。2），在香港《大公报》上发表的《西康日记》、1941年桂林文化出版社出版的《缅边日记》和1940年写的昆明日记之外，其他日记下落不明。在西南联大时代的曾昭抡，有一次演讲说过这样一段话：“我常想，人生在世界上，成为社会的一分子，应该抱着两种愿望。一种是产生成绩，一种是使自己成为一个有趣的人。这两种愿望若要达到，只有从读书人手。”而“从事职业以外，假如要使自己成为一个有趣的人，一位别人愿意亲近的朋友，那就更非多读书不行”。f281因了曾昭抡涉猎广泛和平时一些“怪模怪样”的动作，才有人谓熟练掌握英、德、意、俄等五种语言的化学家曾昭抡，属于典型的书呆子一类。此言有些道理，但绝不是像后来出现的数学家陈景润那样的书呆子。有一次陈景润上街买东西，发现营业员少找了钱，便又登上公交车回去讨钱，营业员只短了他五分钱，坐公交车却要花一毛钱，而他居然去了。不过后来陈景润时来运转，因一篇《哥德巴赫猜想》报告文学而名动天下，成了“国宝级”名人。而陈氏随着政治学习和不停地四处演讲，头脑逐渐开放，不再是人们心目中的书呆子，而是很灵活的社会活动家与政治家了。他不但知道了“紧跟高举”，还活学活用地加以应用发挥，当实际控制中国政治局势的叶剑英元帅，为“动员全党全军全国各族人民向科学技术进军”所吟的那首闻名天下的“攻城不怕坚，读书莫畏难。科学有险阻，苦战能过关”的《攻关》诗篇问世后，陈景润也“紧跟高举”地赋诗一首：“革命加拼命，拼命干革命。有命不革命，要命有何用。”从此诗的高度和境界可以看出，陈氏已由著名数学家锻炼成具有中国特色的大政治家和诗人了。这个本事，曾昭抡一生都没有练就。
按曾昭抡在化学研究所的助手胡亚东晚年的说法，曾氏确有那种书生的气质，和他在一起甚至感到他似乎在生活和处世方面很幼稚，这和他曾经创办中国化学会，主持北大化学系，活跃于科学界，也活跃于“政界”，叱咤风云的作风，以至晚年蛰居武汉大学，于斗室中钻研元素有机化学，并写出了几本巨著似乎又不太相同。因而，胡亚东认为：“也许大人物都是如此，近代史中颇可找到众多这种气质的人物，如陈独秀、沈从文、陈寅恪等等，但是自然科学家中曾昭抡先生可谓独此一枝。”
胡氏所说不见得全对，但确是有点道理，陈寅恪早年在瑞士读书时，就读过《资本论》原文，并对国内外政治及社会风尚有很深的见地，只是陈氏与曾昭抡相比，似乎缺少了对政治的长期热情，且思想觉悟的差异也越来越大。在西南联大时期，曾昭抡在阅读专业和军事类书籍的同时，也与时俱进地读一些当时在国统区被禁止的书籍，如1941年“皖南事变”之前，他就通过中共地下党得到了毛泽东的《新民主主义论》等著作加以学习研究，并在演讲中引用书中的观点。而马恩列斯学院编的《斯大林传》、高尔基的《和列宁相处的日子》等更是他搜罗、阅读的对象。为了阅读和研究方便，曾氏还在任教之余，通过旁听西南联大外文系课程，硬是掌握了俄语并能熟练地阅读俄文书籍和资料。1944年，曾昭抡在昆明加入民主同盟，算是早期的民盟成员之一。这一思想的转变与行动，为他日后成为高教部副部长铺就了阶梯，当然也为他的倒霉直至身死埋下了伏笔。