從第一次回國以來，李政道先後訪問了20多所大學。他被暨南、複旦、清華和北京、南京等地多所大學聘請為名譽教授。上海複旦大學還以他的名義設立了“李政道獎學金”，以獎勵學習優秀的學生。在講學時，李政道對中國的教育提出了自己的看法。他反對讀死書，指出讀書是手段，決不能把學生變成讀死書的人，不能壓抑學生的天資。學生不能搞自我封閉，要轉變觀念，要走出去，要廣泛地吸取專業以外的其他學科知識。他要求學生要在辯論中求真知，求得問題的解決，不要怕出差錯而因噎廢食，對學生要因勢利導。
李政道明確指出，中國的科技進步，關鍵在於網羅人才；中國的繁榮昌盛關鍵在於科學技術的現代化。
李政道主張設立國家自然科學基金，建議建立博士後製度和建造北京正負電子對撞機，並建議成立中國高等科學技術中心和北京現代物理中心等等。
1985年7月16日，鄧小平在會見李政道時說：謝謝你，考慮了這麼多重要的問題，提了這麼多好的意見。
1986年10月，李政道出任新成立的中國高等科學技術中心終身主任。中國高等科學技術中心是世界實驗室的組成部分。世界實驗室，就是國際科學文化中心，於1986年7月12日在日內瓦成立，中國科學院是創始國之一，李政道和當時中國科學院副院長周光召都是該組織科學委員會的委員。世界實驗室是個民間組織，開辦的經費是由意大利政府捐助的。中國高等科學技術中心是由四個分中心組成的，其中包括理論物理分中心、凝聚態及輻射物理分中心、高能及同步輻射分中心、天文和天體物理分中心。這四個分中心分別與中國科學院理論物理研究所、北京大學、中國科學院高能物理研究所和南京大學密切合作。在李政道的倡導下，還與國內更多的同行、科學研究機構和大專院校建立了密切的聯係。
1986年10月，李政道還擔任了北京現代物理研究中心主任的職務。在中心的成立大會上，李政道高興地說：“魯迅先生有兩本小說，一本是《呐喊》，另一本是《彷徨》，雖然我這個主任，僅僅是幫助‘搖旗呐喊’的，可是這個中心是一點也不彷徨的。這個中心的目的是要在10年之內創造物理學上的一些突破，能確確實實地做出一番事業來。”
他還幽默地說：我們預備以“北京現代物理研究中心”和“中國高等科學技術中心”為基地，結合全中國在這些領域的工作人員，在10年內造成好幾個“點”的突破，然後將這些點造成線網，在20年內推廣成麵，那中國在國際科技上可以取得與人口成正比的成就，對世界文化和交流亦有一定的貢獻。
李政道每年都選擇幾個世界科學最前沿的課題，利用他在國際物理學界的影響，分別邀請約10位第一流的專家學者來華舉行國際學術工作會議，介紹各自領域取得的進展、存在的困難和發展前景。
李政道還要求這些外國專家學者同中國同行在一起工作生活一段時間，從而使中國專家、學者能夠迅速跟上時代步伐、站到研究領域的前沿陣地。
1988年10月16日淩晨5時56分，位於北京西郊的中國科學院高能物理研究所傳來喜訊，中國第一座高能加速器，北京正、負電子對撞機首次對撞成功，這是一項中國科學技術史上除了原子彈以外最龐大、最複雜的科研工程。高能加速器的建成，標誌著中國的高科技的研究能力已經達到國際先進水平。中國人口多，底子薄，經濟落後，科學技術水平也不高。到了80年代，中國政府經過認真細致的研究，審時度勢，從中國實際出發，瞄準國際物理研究前沿，決定在北京建造正、負電子對撞機。
1984年10月4日，鄧小平同誌親自參加了奠基儀式，並希望全國各個有關部門要通力合作，保證工程如期完成。當北京正、負電子對撞機即將建成之際，《瞭望》雜誌記者采訪了李政道。此時，李政道正在實驗大廳，他手拿一幅畫，高興地接待了記者。這幅畫是著名國畫大師李可染先生應李政道的邀請，專門為同步輻射應用國際討論會創作的。畫麵上一個牧童正席地而坐，聚精會神地凝望著遠方天空光芒四射的星雲。