1997年以後，隨著兩岸互遣劫機犯協議的達成，劫機事件逐漸減少。
自1997年以來，打擊嚴重暴力犯罪成為中央“整頓社會治安、維護社會穩定”的首要任務，打擊爆炸、投毒犯罪更被列為重中之重。於天華采取六條應對措施，包括成立偵破特大爆炸案件的專家隊伍，起草製定《公安機關處置爆炸現場工作規範》和《爆炸、投毒敲詐專案偵查方案》，以及創建“全國爆炸裝置研究實驗室”等內容。
這些舉措使全國爆炸案在3年之內由年發4000多起降至1000多起，投毒案件由年發6000多起降至2000多起，均下降到曆史最低點。這個成績相當出眾。
2001年春天兩起著名爆炸案的偵破中，於天華功不可沒。
這年兩會期間，江西萬載縣芳林小學發生爆炸，致42人死亡。中央指示要以最快速度查明案情，於天華帶領專家連續工作6個晝夜，鎖定了事實和證據。同年3月16日，河北省石家莊連續發生爆炸，造成108人死亡。迅速緝捕作案嫌疑人成為當務之急，於天華再赴前線。
此時的於天華已有了幾分神探的感覺。他根據信息綜合研判後，做出“嫌犯很可能逃往廣西、廣東、海南”的判斷。2001年3月23日，嫌犯靳如超在廣西落網。
於天華和他的戰友們常常需要直麵瓦礫和屍塊，並在其中冷靜地尋找一切蛛絲馬跡。2002年大連空難時，飛機墜海，已是公安部刑偵局爆炸恐怖案件偵查處處長的於天華和時任刑偵局副局長的傅政華（如今的北京市公安局長和公安部副部長）一起趕往大連，他們采用了一些新技術，對查明空難原因和認定作案人起了很大的推動作用。
在大多數時候，於天華都做著填補空白和創設規範的工作，同樣，他也被委以重任，派到壓力最大的工作地點。2008年9月，奧運會閉幕之後，他被派往新疆工作。這時他已經被查出了糖尿病，心髒也做了3個支架。
2009年7·5暴恐事件發生後，於天華被派到烏魯木齊市任前線維穩副總指揮。他全程參與一線的案件偵查、社會麵巡控、善後等事件的全部處置工作，連續工作40多天，兩次暈倒。事後，安裝在他心髒內的支架又多了4支。
他的壓力和勞累不無理由—他要重建的是一套新的規範。2009年以後，於天華麵對的是和過去完全不同的對手。
於天華慣於衝在前線，公安一般管這叫做靠前指揮。在“10·28天安門金水橋事件”和“3·01昆明暴恐事件”等嚴重涉疆暴力恐怖案件的偵破工作中，他都是“靠前指揮”。
2008年9月至2011年7月，於天華任新疆維吾爾自治區公安廳黨委委員和副廳長，分管技偵工作，並協管治安、經偵、交管、刑偵、法製等工作。援疆工作結束後，他回到公安部擔任情報信息中心副主任。把一位聰明並善於謀略的高級警官委任為情報官，堪稱明智之舉。不過，於天華仍然麵臨著重建規則規範的重任，甚至他自己也隻能說是在摸索著來。
這一點他在一次視察時曾對基層民警直言不諱。
2013年11月8日，於天華來到湖南省長沙市望城區公安局視察指導“信息化暨大情報”工作。望城區的新聞稿件顯示：“於主任指出，一是情報工作沒有現成的經驗，該項工作現在仍處於邊摸索、邊建設、邊利用的階段……二是要重點管控高危職業犯罪人群，切實落實高危重點人員動態管控工作。”
這時的新疆依舊不算平靜。
2014年5月28日晚，新疆阿克蘇市公安局技偵支隊技保大隊大隊長石磊在執行反恐任務中遭遇暴徒捅穿肺部而犧牲，2014年5月29日，新疆喀什地區公安局交警支隊長李紅江在伽師縣遭襲擊被害。
這個7月又是“7·5”五周年。
6月，於天華奉命再次奔赴新疆，這是他最後一次扮演救火隊員的角色。此前他屢次出現在最艱苦的地方，屢次立功受獎。
去世前一周，於天華去新疆和田調研了四五個縣。同事都說勞動強度太大，連30多歲的年輕人都有點受不了。從南疆回來，於天華的身體狀況就不太好。6月29日下午，於天華在工作中突然昏倒，再也沒能醒來。
於天華有一個才於去年做過癌症手術的妻子，公安部彈道痕跡檢驗專家。他有一個女兒，在國外留學。他的父親已經去世，老母親身體不佳。
這位47歲的反恐英雄，葬禮備極哀榮。7月4日，包括國務委員兼公安部長在內的8位部黨委委員親赴靈堂送別，21名已經退下來的正副老部長以不同方式表示哀悼。
所有關於他的訃聞和生平事跡中都會提到20年前他隻身登上有炸藥出租車的情景。那一刻，他的反恐人生緩緩展開。