1920年秉志回國后,從事生物科學的教學、科研和組織領導工作。1921年他在南京高等師范創建了我國第一個生物系,并根據國內生物教學的實際,編寫了教材。在從事教學工作的同時,1922年他在南京創辦了我國第一個生物學研究機構——中國科學社生物研究所,1927年創辦北平靜生生物調查所。這期間,他往返于寧、京、滬等地,一肩雙挑教學與科研兩副擔子。他為我國生物學界培養了大批人才,其中不少人成為有重要貢獻的科學家。同時,他在脊椎動物形態學、神經生理學、動物區系分類學、古生物學等不同領域中進行了大量開拓性的研究,發表近四
十篇學術論文,其中相當一部分在學術上有重要創見,在國內外有重要影響。
1936年9月,為紀念天津《大公報》續辦10周年,總經理胡政之和總編輯張季鸞共同商定,以報社的名義頒發“科學獎金”,征集科學論文,以鼓勵在科學領域的有為之士,尤其是青年科學工作者,推動科學事業的不斷發展。報社特撥出2000元作為獎勵之用。這項“科學獎金”的評選工作,邀請秉志全權負責。1936年底,秉志主持的“科學獎金”審查委員會成立,其委員有秉志、嚴濟慈、楊鐘健、曾昭掄、胡先骕、劉咸、孫鎕、胡煥鏞等。經過近5個月的工作,分為八個學科(數學、物理、地質、化學、動物學、植物學、人類學與考古學、氣象學),對收到的科學論文進行了認真的評選。
1937年7月1日,津滬版《大公報》公布了“科學獎金”的評選結果:數學類為王熙強,其論文題目為《尤拉氏多式根之分布》;化學類為劉福遠,其論文題目為《中國明礬石化學工業之研究》;動物學類為倪達書和苗久稝,倪之論文題目為《角鞭毛蟲屬骨板之形態及腹區骨板之討論》,苗之論文題目為《南京及其附近數種森林昆蟲之研究》;植物學類為梁其瑾,其論文題目為《鹽酸之反應對于小米種子發芽率之影響及其水分吸收作用原生質之物理與生理性質及呼吸作用之醇素等之關系》;氣象學類為魏元恒,其論文題目為《中國北部及中部高空氣流與天氣》。數學類本應獎給華羅庚,其論文題目為《華林問題之研究》,因其本年度已獲得中華教育文化基金會甲種補助金,就不再給華獎金,而改為榮譽入選。原定的物理學、地質學、人類考古學三科,因論文水平不夠而空缺。這次獲得“科學獎金”的都是30歲以下青年科學工作者,分屬國內各大學或科研機構。
《大公報》“科學獎金”的評選,原擬每年評選一次,后因抗戰而中斷。雖然“科學獎金”只評選一次,但在社會上和科學界產生了積極的影響。
抗戰時期,秉志因夫人患病,困居上海八年。由于當時他在我國學術界頗有名望,敵偽千方百計企圖拉他出來工作。他改名翟際潛,蓄須“隱居”,堅決不為日偽政府工作。為避敵偽的耳目,他從中國科學社躲到震旦大學,最后躲到友人經營的中藥廠里,仍堅持做學問,完成論著多種。抗戰勝利后,秉志在南京中央大學和上海復旦大學任教,同時在上海中國科學社做研究工作。1948年他當選為中央研究院院士。國民政府在去臺灣名單中,也有秉志的名字,并為其準備好了機票,但他嚴詞拒絕赴臺。
1949年9月21日,秉志以特別邀請人士的身份,參加了在北平召開的中國人民政治協商會議第一次全體會議,參與了新中國的籌建工作。中華人民共和國建立后,他繼任復旦大學教授至1952年。籌建中國科學院時,周恩來總理考慮到秉志在科學界的聲望,曾多次找他談話,希望他出任副院長。秉志再三謙讓,周總理終于接受了他的誠意。中國科學院成立后,他先后任水生生物研究所和動物研究所研究員,1955年被聘為中國科學院學部委員。
秉志是我國老一輩科學家的優秀代表,他把自己的一生全部奉獻給了祖國的科學事業,他的業績將永遠留存在我國科技發展史上!驹瓨祟}:秉志:第一位獲美國博士的中國學者】