1948年底，由美國轉入歐洲考察、講學並一直做著製造原子彈之夢的曾昭掄，見事不可為，又聞國內戰火正盛，決定攜夫人俞大絪歸國。俞大絪於1946年由任教的中央大學赴哈佛大學進修，後隨曾昭掄赴歐洲訪問。既然國內國際形勢如此，自是不便久留國外，遂於1948年1月23日抵達香港。
抵港後，曾昭掄給仍在美國就讀的弟子王瑞駪發去一函，謂「原擬即返北平。到此得悉東北華北局面異常緊張，友人堅勸勿行，乃暫時留下，再作第二步打算」。同時叮囑王：「為弟前途計，畢業後宜設法繼續留美讀書或做事，四五年後再回國，如此局面方可望平定。」其間，已遷往台灣的陳誠、俞大維等人，給曾昭掄安排了—個「飼料公司」（實為核研究機構）經理的職務，並催其速赴台北就職，以便繼續進行「種子計畫」的研究。中共方面得此情報，加劇了對曾的「政治思想工作」，經過中共地下人員和民盟在港人員一番循循善誘開導，曾昭掄決定拋棄台灣的親友，堅決回到大陸，投入共產黨的懷抱。隨著國共翻盤，江山易色，曾氏所期待的弟子王瑞駪沒有步他的後塵回歸大陸，而是永遠留在了美國的土地上。
1949年3月19日，國內大局已定，在中共領導人周恩來秘密派人接應下，曾昭掄獨身一人乘船返天津（時俞大絪母親在港醫院治病，俞服侍未歸），3月27日到達北平，重返北京大學。由於曾氏自身具有的特殊分量和威望，根據中共此前的許諾，曾昭掄的腳步剛剛踏進北大之門，即被任命為化學系主任兼北大教務長、校務委員會常務委員，實際權力和地位與此前掌控清華的吳晗不相上下。
1951年，根據此前中共許諾的對勝利成果分配方案，民盟的一幫大佬如章伯鈞、羅隆基、史良等輩，皆出任正部長或正部級政府高官大員。作為民盟主要成員之一的曾昭掄，被當局任命為教育部副部長兼高教司司長，這個官帽與民盟另一位重要成員吳晗出任的北京市副市長同等級別。既然勝利果實是大家共同斗出來、或打出來的，在分封加賞的檯面上，也要儘可能做得公允、公平，以展掌權者的懿德嘉行，也落得個皆大歡喜。1952年11月15日，根據蘇聯老大哥的教育模式，政務院教育部分設出高等教育部，曾昭掄出任高教部副部長。1955年，中國科學院化學研究所籌備工作完成，曾氏兼任該所所長。此時的曾昭掄在政治上達到了一生的頂峰，生活上也是一生中最為得意的時期。
當曾昭掄實際掌控北大的1950年，夫人俞大絪已由香港返回北平，出任燕京大學西語系教授。1952年院系調整，轉入北京大學西語系講授英國文學，與她的胞姐、北大西語系教授俞大縝同台授課。1948年底，國民黨政府於凄風苦雨中組織「搶救學人計畫」時，俞大維特別關心在北大西語系任教的俞大縝。傅斯年曾專門致電負責搶運事宜的北大秘書長、老同事鄭天挺，特別提到指揮飛機調度的俞大維甚挂念仍在北平的妹妹俞大縝，在電報中明確表示「乞兄務必問她一下，給她一個機會」，讓其隨機南飛。當鄭天挺把電文轉達後，俞大縝卻謝絕了其兄的盛意，拒絕南飛，表示要留在北平等待改天換地的新時代到來。——她如願以償，新中國成立後得以與胞妹俞大絪在北大雙雙登台講授英國文學。更令俞家姐妹感到開心和溫暖的是，隨著曾昭掄戴上高教部副部長的官帽，按照中國論官行賞的特色，曾昭掄、俞大絪夫婦搬入北大燕東園居住並有了一個單獨的院子。因曾、俞二人是姑表親結婚，怕生下孩子後會有遺傳性殘疾，故一直未生育小孩，總是兩口之家。因曾氏夫婦房舍寬敞明亮，離異的俞大縝成為曾家的常客，並一度當做自己的家與曾氏夫婦共同生活。在這個流動著激情和浪漫的環境中，每於8月夏季的夜晚，天空銀河閃耀，繁星點點，在院中蕩漾著青春生命的草地上，大批親朋故舊、師生好友和蘇聯專家前來拜訪並受到熱情招待，曾、俞夫婦在此度過了一段溫馨難忘的歲月。其間，像南京博物院的曾昭燏一樣，俞氏姐妹也受命通過廣播電台向台灣喊話，對她們的哥哥、時任台灣國民黨「國防部長」俞大維做「統戰工作」。曾昭掄還奉命與俞大絪、俞大縝，以及俞大維的胞弟、美國艾奧瓦州立大學博士、著名植物病理學與微生物學家、中央研究院首屆院士、時任北京農業大學校長的俞大紱及家人，於燕東園自家小院的草坪上，照了一張看上去很幸福美滿的合影交給當局，說是通過某種渠道傳到台灣俞大維手中，爭取其「覺醒」和「反正」，棄蔣投共，回到人民的懷抱云云。只是這樣的日子好景不長，未過幾年，曾、俞夫婦就稀里糊塗地踏進了鬼門關。
1957年7月，曾昭掄因「反黨反社會主義的科學綱領」的「六教授事件」被打成右派，隨之撤銷本兼各職，停止工作，自謀生路。與一般政客和官場的混混兒不同的是，對於曾氏來說，撤銷職務對他並不是多麼沉重的打擊，他一生最看重的還是學術生命。在曾昭掄去世之後一些回憶和紀念文章中，多數人把曾氏描繪成一個沉默寡言的人，平時很少與人交際，只是專心治學，有時簡直到了著迷程度的書獃子，對於治學之外的事情常常心不在焉。如潘光旦對費孝通說過曾昭掄一件事：「一次天空陰雲密布，他帶著傘出門，走了不久，果然開始下雨，而且越下越大，衣服被淋濕了，他仍然提著那把沒打開的傘向前走，直到別人提醒他，才把傘打開。還有一次在家裡吃晚飯，他不知怎地，心不在此，竟拿煤鏟到鍋里去添飯，直到他愛人發現他飯碗里有煤炭，才恍然大悟。至於晚上穿著衣服和鞋襪躺在床上睡覺是常事。」費孝通進一步補充說：曾昭掄干起事業來，連家都不要的，有一次「他回到家裡，家裡的保姆不知道他是主人，把他當客人招待。見曾先生到晚上還不走，保姆很奇怪，鬧不明白這個客人怎麼一回事」。另據俞大縝晚年回憶說：「在我近八十年的生涯中，還未見過有他那樣專心治學的人。他用功到了精神非常集中的程度，以至有時竟像一個『傻子』。記得有一天，我從北大回家，路過沙灘前，只見昭掄站在紅樓前面，面對著一根電線杆子，又點頭，又說又笑，過往行人不勝駭然。我走近他身邊，他也不理我，仔細聽他說話，原來他在和電線杆談化學哩……我同院鄰居一位老先生，曾在北大當過職員，他對我說過：『你那位親戚曾昭掄有神經病，我親眼見他對著紅樓前的木柱說話。』」
《詩·王風》有云：「知我者謂我心憂，不知我者謂我何求。」若說曾昭掄有神經病顯然是「不知」之故。與曾氏同為「六教授事件」之一的費孝通，算是對曾氏的思想言行較為同情、理解的一位。費氏認為，曾昭掄在生活中有個東西，這個東西可以用「志」來表達，即匹夫不可奪志的「志」。這個「志」在曾昭掄包括與曾氏同輩的知識分子如陳寅恪等人的心中很清楚，他要追求一個東西，一個人生的著落。而「知識分子心裡總要有個著落，有個寄託。一生要做什麼事情，自己要知道、要明白。現在的人很多不知道他的一生要幹什麼……沒有一個一生中不可移動的目標了」。
費氏之言，對曾昭掄應是公道的，但對「現在的人」之說似乎有些偏頗。自人類有史以來，有費氏所指的那種志向、毅力和恆心的人並不多，而有志向、恆心又有大成就者更是少之又少，曾昭掄與陳寅恪等一代人傑，算是少有的異數，可謂高山靈芝，空谷幽蘭。而靈芝與幽蘭的產生自然與它生長的環境、氣候等諸多條件密切相關，曾昭掄的「志」與一生成就的事業，也自然地與他的門第家風有密切關係，這一點非常重要。只要略知湘鄉曾氏家族歷史，或者進一步通讀曾文正公家書者，便知其言不謬。清道光二十四年十一月十一日，時年34歲、在京城充任翰林院教習庶吉士的曾國藩在給家鄉諸弟的信中明確提及：「是以往年常示諸弟以課程，近來則只教以有恆二字。」又說：「學問之道無窮，而總以有恆為主。兄往年極無恆，近年略好，而猶未純熟。自七月初一起至今，則無一日間斷。每日臨帖百字，抄書百字，看書少亦須滿二十頁，多則不論。自七月起至今，已看過《王荊公文集》百卷，《歸震川文集》四十卷，《詩經大全》二十卷，《後漢書》百卷，皆硃筆加圈批。雖極忙，亦須了本日功課，不以昨日耽擱而今日補做，不以明日有事而今日預做。諸弟若能有恆如此，則雖四弟中等之資，亦當有所成就，況六弟、九弟上等之資乎？」咸豐七年十二月十四日夜，曾國藩在致九弟曾國荃的信中特彆強調說：「凡人作一事，便須全副精神注在此一事，首尾不懈，不可見異思遷，做這樣想那樣，坐這山望那山。人而無恆，終身一無所成。我生平坐犯無恆的弊病，實在受害不小。」又說：「現在帶勇，即埋頭儘力以求帶勇之法，早夜孳孳，日所思，夜所夢，舍帶勇以外則一概不管。不可又想讀書，又想中舉，又想作州縣，紛紛擾擾，千頭萬緒，將來又蹈我之覆轍，百無一成，悔之晚矣。……餘生平坐無恆流弊極大，今老矣，不能不教誡吾弟吾子。」
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