1961年暑假，過度勞累的曾昭掄病倒了，住進北京阜外醫院。教育部組織阜外、協和、腫瘤三家醫院的著名專家會診，確診為淋巴癌，采取化學療法控製了病情的發展，武大也派專人赴京照料。這時曾昭掄的夫人——北大西語係教授俞大絪心如刀絞，一方麵她竭盡全力為曾先生提供必要的醫療條件；另一方麵她千方百計地向病人封鎖病情消息。經過幾個月精心治療，再加上他原來的體質不錯，終於在1961年元月初出院回到北京大學家中。武漢大學領導要他長住北京療養，遭到了他的謝絕。這時的曾昭掄開始調整今後的工作安排。
為了培養青年人接替他開出的元素有機化學專業課，他把助手接到北京家中，一住就是兩個多月，手把手地幫助這位助手修改教材，寫教案，並親自聽取試講，直到被他認為滿意為止。
為了修改出版《元素有機化學》第一分冊《通論》，曾昭掄請北京大學徐光憲先生為自己講《結構化學》，認真鑽研徐先生的教材，並且還寫筆記，作習題。
盡管曾照掄已經精通多門外文，為了工作需要，在療養期間又請北大日語教師為他開日語課，因為他多少年來總為自己不通日文而感到遺憾。經過一段時間的勤學苦練，他終於又過了日語關。
為了提高《元素有機化學》第一分冊《通論》的出版水平，曾昭掄在1962年初回到武大後，在指導教學、科研和研究生之餘，堅持兩個多月，聽完了數學係張遠達教授為學生開的《線性代數》課，課堂筆記記了一厚本。並把每章的習題都做完。他這種活到老、學到老的精神為大家樹立了楷模。
曾昭掄病後，有人多次勸他調回北京，均被一一回絕。他堅持每年回武大兩次，每次三個月左右，這時的他把主要精力都放在培養年輕人上。他多次講：“培養年輕人是我當前的重要任務，我現在已經體會到，培養年輕人的最好辦法就是給他們挑重擔，然後再扶他一把”。他把教學的重擔讓給年輕人，並幫助他們保證教學質量；他在完成《元素有機化學》第一分冊《通論》的正式出版之後，把其它五個分冊的修改、補充任務分別要助手們去完成；他委任五個科研組組長去抓科研工作，並定期彙報和商定研究方向和技術路線；他把自己的研究生責成有關助手協助指導，並不時了解論文進展情況；對全室28位教師和教輔人員他一一根據各個人的情況指出提高計劃和努力方向，不時書麵或口頭回答他們提出的各種問題，他還帶病為大家上《元素有機結構理論》提高課等。
在曾昭掄的率領下短短幾年時間，武漢大學元素有機教研室在科研上拿出一批批成果，1963年暑假，在青島召開的全國化學化工年會上，他帶領助手們在會上宣讀的幾篇學術論文，引起與會者的極大興趣。
1963年冬，在南開大學召開的“全國高等學校有機化學討論會”上，曾昭掄又帶領7個助手參加，論文之多僅次於主辦單位。他身患癌症，還在大會上做了“元素有機化學進展”的報告，深受大家的尊重和讚譽。1964年秋，他又發起在武大召開“教育部直屬高等學校元素有機化學科學討論會”，到會近百人。他親自寫信，邀請國內許多著名學者參加，共同交流學術思想，檢閱科研成果，討論發展方向，為促進我國元素有機化學的發展做出了積極的貢獻。這時曾昭掄從內心裏感到高興，1963年冬，他個人出錢，兩次宴請助手們，歡慶大家的豐碩成果，並十分感慨地說：“我在武大這幾年的工作是我一生最滿意的一段工作”，“我對武大、對大家已經建立了深厚的感情”。曾昭掄在武大培養的這些助手中，有的當選了中國科學院院士，有的成了大學校長，大多數人都成為教學、科研骨幹，他們用自己為社會主義祖國創建的功績告慰導師曾昭掄在天之靈。1964年，曾昭掄在向領導寫的一份思想彙取中說：“我雖年老有病，但精神未衰，自信在黨的領導下，還能繼續為人民服務10年、20年，以至更長的時間，爭取為國家做出更多的貢獻”。