“浙江大学学生于子三委实已死，到场看过。”于子三被害，激起民众的愤慨。31日集会，竺可桢参加并在会上作了报告。教授们发表宣言要求保障人权，并在集会上宣布罢教。当局给竺可桢施加压力，竺可桢断然拒绝阻止罢教罢课，并决定动身去南京辞职。学生来电告知，支持竺校长在南京的一切活动，希望他不要辞职。竺可桢在南京谈到于子三案说：“作为一个学生是一个好学生，此事将成为千古奇冤。”蒋介石命人要竺可桢在报上更正，竺可桢断然拒绝：“报载是事实，无法更正。”竺可桢开始旗帜鲜明地领导师生与黑暗势力抗争，他宣告：“真理在我们一边，胜利一定属于我们。”
在于子三的葬礼上，学生与军警、特务发生冲突。事件发生后，竺可桢向当局抗议流氓暴行。而当局却将受伤学生当作“凶手”、“被告”传讯。
浙大学生为了抗议这一暴行，罢课三天。竺可桢顶住当局的沉重压力，不顾个人安危，坚决抵制反动当局对学生的迫害，成为浙大的精神支柱。在校学生有感于此，创作了“求是之光”一歌，讴歌竺可桢。歌词是：
江声浩荡，浪涌两浙文物，弦歌不绝颂浙大，看求是精神远播扬！
十年流土，风霜久摧鬓发苍；惨淡经营，剑桥媲美，听万人欢呼竺校长！
自由保姆，鞠躬尽瘁为人道；科学、民主，矢志所求，歌真理战士竺校长！
江潮澎湃，激流推创新时代；风雨如海，鸡鸣不已，愿民主堡垒永辉煌！
新的征程
“雄鸡一唱天下白”，全国的解放将竺可桢推上新的征程。他还有些迷惘，但掩不住心中的希望和欢欣。他义无反顾地踏上了这条崭新的征途。
竺可桢伫立在新上海的街头，见到气象更新，人民欢歌乐舞，欢迎解放军。而中国人民解放军纪律严明，与国民党军队的气势汹汹、蛮不讲理形成鲜明对比。在日记上，竺可桢写道：“解放军之来，人民如久旱之望云霓，希望能苦干到底，不要如国民党之腐化。科学对于建设极为重要，希望共产党能重视之。”
6月9日，中央研究院集会纪念建院21周年，陈毅市长特意赶来参加并讲了话。竺可桢从中领略了中国共产党的政治主张，看到了党对知识分子和科学事业寄予的厚望。
1949年7月，竺可桢应邀参加在北平召开的全国自然科学工作者代表会议筹备会。与会者济济一堂，都是全国科技界的精英。会议的目的是加强科学界的团结，总结以往科学工作的经验，以改进今后的工作进程，更好地为新中国建设服务，为广大人民谋福利，同时为成立统一的全国科学组织准备条件。竺可桢为共产党人公而忘私、为祖国为人民呕心沥血的精神深深打动。
会后，竺可桢参加了赴东北参观团。一路上的见闻，尤使他信心倍增，从而决心在中国共产党的领导下，为新中国的科学事业而奉献自己的力量。
9月，竺可桢作为教育界的代表参加了第一届中国人民政治协商会议。
与会期间，他建议在《共同纲领》中关于发展自然科学问题专列一条以示注重，得到众人的赞同。正式通过的《共同纲领》第四十三条规定：“努力发展自然科学，以服务于工业、农业和国防的建设。奖励科学的发现和发明，普及科学知识。”
1949年10月1日，当毛主席站在庄严而雄伟的天安门城楼上向全世界宣布：“中国人民从此站起来了！”时，竺可桢心潮澎湃，百感交集。
中国共产党了解到竺可桢为人坦荡、作风严谨、主持正义，在教育界、科学界堪称德高望重。因此，推荐竺可桢担任中国科学院副院长。共和国的需要，党的信任，把竺可桢推到当时被认为全国科学事业最高机关的领导岗位上。年近花甲的竺可桢毫不犹豫地挑起了这副重担。
1949年11月1日，中国科学院正式宣告成立。由于李四光当时在国外未能赶回到职，建院初期中国科学院领导自然科学方面的实际责任便主要落在竺可桢肩上。竺可桢按照周恩来等同志的指示提出了科学事业方面三原则：第一，必须理论和实际相结合，使科学能真正为工农大众服务；第二，必须群策群力，用集体力量来解决眼前最迫切而最重大的问题；第三，大量培养能解决实际问题的科学人才。
竺可桢对科学院倾注了不少心血。他与许多科学家促膝长谈，坦诚相待，互通心声，同时又坚持按原则办事，这种工作作风曾感动不少人。经过竺可桢的奋斗，科学院精英荟萃，为中国科学事业的发展奠定了坚实的基础。
根据当时人民政府关于中国科学院应该计划与指导全国科学研究事业的精神，中国科学院十分注意地方科研工作的发展和新学科研究机构的设立。
为了促进这两方面工作，竺可桢兢兢业业，不遗余力。先后组织和领导了东北分院、西北分院、华南分院、中南分院、华东分院和新疆分院。真可谓劳苦功高。
建国初期，新中国遭受西方各国的敌视，为了寻求经济技术援助和发展科学的经验，向前苏联学习，加强与前苏联的科技交流便成为必由之路。竺可桢十分重视向前苏联学习。为了通晓俄文，竺可桢专门聘请一位俄籍教师习俄文。
他还多次访问前苏联。但是作为一位科学家，竺可桢是严谨的。他不一味照搬前苏联，而是取长补短，吸收有益经验，为我所用。他从不随波逐流，总是勇于提出自己的独立见解。
万水千山走遍
在繁忙的工作之余，竺可桢仍然坚持挤出时间以极大的热情亲自到野外进行实地考察，获得第一手资料，以供科学研究所需。
黄河是我国北部的血脉，她哺育了中华民族的灿烂文明。然而旧中国对黄河缺乏治理，黄河两岸，特别是中下游一带经常遭受由黄河泛滥造成的洪水灾害。为了寻找治黄的根本，竺可桢不远千里，率众沿河而上。站在黄土高原上，竺可桢遥想5000年历史的兴衰，黄河的变迁。他不辞劳苦，起早贪黑地忙于考察。虚心向当地群众请教一年四季的风向、雨水的多少、水土流失的状况。由于过度劳累和水土不服，竺可桢终于病倒了，但他仍坚持考察访问直到最后。
竺可桢还组织和领导了对晋西北的水土保持工作，并进行视察。在吕梁山，竺可桢访问了两名有经验的老农，认真听取他们的经验，同时向他们建议对土地综合利用，不应只注重栽植果树而忽视农作物，应该农林牧水综合规划，全面发展。两位老农听罢，非常高兴，感到大有奔头。竺可桢认为“黄土高原水土流失的根本问题是对于沟的改造利用问题”。
1957年竺可桢开始着手热带考察工作。考察路线由广东阳江、电白、信宜南去，经茂名、化县、湛江、海康达徐闻，渡海考察海南岛。一路上，竺可桢不停地观察，不停地记录。同时，他不忘自己有责任为沿途人民服务，随时随地对生产中的问题提出意见和建议。面对当地人民伐木烧炭、放火狩猎等破坏森林资源的举措，竺可桢十分痛心。他耐心地用科学道理教育农民不要只顾眼前的小利，而应在靠山吃山的同时还要养山。
不久，竺可桢又踏上了北去的列车，奔赴黑龙江考察。黑龙江综合考察是以水能、水利地质、矿产、农、林、牧、渔等自然资源、自然条件和经济状况为目标。到了哈尔滨，竺可桢乘船由松花江顺流而下，东行千里，经佳木斯到广阔无垠的三江平原。到同江，入黑龙江，转向西行，逆流而上，至萝北县折向西北而行，在爱辉稍停，渡江到前苏联的海兰泡。在前苏联，竺可桢一行受到热烈欢迎，他穿梭在林海、草原、江河、沼泽间，晓行夜宿，生活非常艰苦，他却毫不介意，感到其乐无穷。他测温度、记天气，观察地理、地质、土壤，拍照，整理资料，终日忙碌奔波，乐此不疲。
经过几年的考察，竺可桢积累了大量的可靠资料，据此，他明确提出中国的亚热带的北界应定在淮河、秦岭一线，南界在岭南，从台湾中部到雷州半岛。他以气温指标和考察得来的植物群落资料，纠正了前苏联学者把辽、吉全境和黑龙江、内蒙古一部分都划作亚热带的说法。
1958年8月底，竺可桢飞往新疆考察。他不停歇地跑遍北疆，收获颇丰，在精河的艾比湖和柴窝堡盐池留下了他的脚印。在大戈壁中，他们挖掘到了盐和石膏，还有可作化工原料的盐碱土。他们在克拉玛依考察了玛纳斯河流域。在南疆，竺可桢参观了维吾尔族的果园，看到人民安居乐业，心里十分快慰。竺可桢赞叹：“莫道春风不远渡，新疆是个好地方。”
1958年底，竺可桢将目光转向沙漠和海洋。次年，他在中科院海洋工作会议上讲《让海洋更好地为社会主义建设服务》，鼓励大家向海洋进军，开发海洋资源。之后，他在治沙队计划会议上致《吹起号角来向沙漠进军》的开幕词，分析了世界沙漠化概况，回顾了各国人民与沙漠斗争的经验教训。
年近古稀的竺可桢曾三次跑到各沙漠，了解情况，指导工作，荒凉的腾格里沙漠和河套沙漠都留下他考察的身影。