1950年5月6日，李四光終於到達了北京。此時的他已經60歲，然而，在他的眼中，他的新生活才剛剛鋪展開。回到祖國後，李四光認真地學習了毛澤東的《實踐論》、《矛盾論》，恩格斯的《自然辯證法》等著作，定期用辯證唯物主義來指導自己的研究工作，積極輸入新鮮的思想血液，以便更適應新中國新時期的工作、時代特點。同時，他也忘我地投入到新中國的地質工作中，發現油田就是其中一件不可不提的大成績。最終為新中國地質事業做出了不可磨滅的貢獻。
新中國百廢待興，亟待石油
“中國是個缺乏石油資源的國家。”
“有人說‘中國貧油’，你對這個問題怎麼看呢？如果中國真的貧油，要不要走人工合成石油的道路？”
新中國剛剛成立，百廢待興，需要礦產資源急缺，放眼中國，你看到的不是機動車而是冒著濃濃青煙的公共汽車，那是因為中國缺少石油，公共汽車的燃料隻能夠以煤炭代替；人均擁有的鋼材連打一把菜刀都不夠；連小小的圖釘都得依賴進口；街上跑著的汽車沒有一輛是中國自己製造的。
1949年，全中國原油產量隻有12萬噸，鋼產量僅僅15萬噸，這與亟待發展的新中國格格不入。
方興未艾、內憂外患，這一切都因為中國經濟建設遭遇困難，這些困難也都指向一點——中國石油匱乏。是真的匱乏嗎？早在1915年至1917年，美孚石油公司花巨資也沒有在中國收獲多少石油，而1922年，美國斯坦福大學教授布萊克·威爾德在對中國地質進行調查後也得出了“中國貧油”的結論，而且還有外國專家斷定中國缺乏石油，揚言說：隻有西部有，其他地方絕對沒有；此外，中國人還沒有幾個人知道中國石油真實的狀況，就連毛主席和周總理也不能夠確定。
當著名的地質學家李四光回到祖國後，他斷然否定了這個“事實”。麵對毛主席對中國貧油的擔憂，李四光隻微笑著搖了搖頭，他對毛主席說：“沒有那個必要，咱們國家的石油產量是非常豐富的。”
李四光這樣堅定的回答，並不是隨口說說而已，而是有著充分理由的，因為在他眼中，美孚的失敗，並不能證明中國沒有油田可辦；外國人的結論也並不能夠絕對說明問題，最重要的是他憑著自己豐富的經驗和對中國地質的研究，已經預感到中國底下滾滾石油的存在。經過他的研究，很快就發現了新華夏構造體係沉降帶有“可能揭露有重要經濟價值的沉積物（石油）”。接著，他就更全身心地投入到了為新中國找尋石油的大業中去了，不辭勞苦地工作著。
致力石油，不辭勞苦
“我們地下的石油儲量是很大的。從東北平原起，通過渤海灣，到華北平原，再往南道兩湖地區……都可以做工作。”