1951年—1957年，任中华人民共和国教育部副部长和高等教育部副部长。

1955年，当选为中国科学院学部委员（院士）；同年，任中国科学院化学研究所所长。

1958年—1967年，任武汉大学化学系教授、元素有机化学教研室主任。

1967年12月8日，在武汉逝世，享年68岁。

在有机理论方面，曾昭抡和孙承谔等提出了一个计算化合物沸点的公式，指出一个化合物的沸点与所含原子半径有一定关系，只需将原子半径代入公式，就可以算出化合物的沸点。同时他们还提出了计算二元酸和脂肪酸熔点的公式；在分子结构方面，测得四氯乙烯的偶极矩为零，证明了该化合物有对称结构。还测出了已二酸的偶极矩为4.04D，并推断该酸有桶形结构。

曾昭抡在制备无机化合物和有机卤代物方面，在谷氨酸、醌、有机氟化物及有机金属化合物方面，进行了一系列研究；在制备胺类化合物、盐类化合物、酚类化合物以及合成甘油酯方面，也做了研究工作；对有机化合物的元素检出和测定方法，提出了改进意见；曾昭抡还做过炸药化学研究。

曾昭抡对化学名词、化学文献和化学史等方面也做过研究。

截至1967年12月，曾昭抡共发表论文、评论、专稿、游记、科普文章等近600余篇，编著论著17部、译著3部，科技新闻1000余条，科学文摘数万条，编辑或主编多种科技报刊、综合性报刊或报刊专栏，跨越自然科学、社会科学两大领域，涉及化学、科学、教育、军事、国防、政治、经济、新闻、文化、旅游、民族、地理等多个方面，散见于100余种书籍报刊中，其代表论著有《抗战期间我国兵工业之进步》《抗战以来之我国化学工业》《兵工业所用的金属材料》《炸药工业发展的过程》《怎样建立国防工业》《炸药制备实验法》《化学战争通论》等。

1958年，曾昭抡在武汉大学开创了中国的元素有机化学学科。

曾昭抡主张高等学校教学和科研工作并重。在高等学校开展科研工作，是提高教学质量的环节。要提高教材质量和师资质量。随着科学技术的不发展，教材和教学方法也要不断更新。他在实践中体现这一教育思想。为了制订中国高等学校教学大纲，他亲自抓典型，经常深入到学校的教师、干部和学生中去，了解情况，听取意见，与大家平等的交换意见和看法。

曾昭抡进行了一系列教育改革。首先，加强实验室建设。扩建实验室，进行设备改装和增补，购置新的实验仪器和化学药品，使实验室成为师生从事教学和科研的基地。

曾昭抡重视图书资料工作。他订购了美国、英国、德国等国的图书、期刊，亲自选定书刊目录，补齐缺刊，保证师生能接触到学术领域的各个方面及其最新发展。

重新编写教材。曾昭抡强调教材要反映科学技术的新发展。把一些最新动态和成果加进讲义，介绍给学生。

曾昭抡为改革教学方法做了许多工作。他在课堂上一边讲课，一边做示范实验，或者讲完了所学的内容后，集中一段时间让学生去做实验。这样重视实验的教学方法，在当时的中国尚为少见。

曾昭抡对学生训练严格，他要求每个学生在毕业前必须接受科学研究的训练，要做毕业论文。北京大学化学系的学生1934年开始做毕业论文，从此，中国各大学也相继实行毕业论文制度。

曾昭抡在1934年和1935年分别编著和译作了《炸药制备实验法》《化学战争通论》等国防化学教材，不仅在课堂讲授，还结合到课余生活中。

1928年，曾昭抡在南京中央大学任教期间，讲授国防化学课程，包括《炸药化学》《炸药制备》《炸药分析》《毒气化学》等。

曾昭抡在昆明西南联合大学任教期间，讲授《有机工业化学》《高等有机化学》《有机化学》《国防化学》《燃料化学》《无极工业化学》《有机分析》等课程。

曾昭抡武汉大学任教期间，讲授《化学文献》《元素有机化学》等课程。

曾昭抡还讲授过《普通化学》《物理化学》《有机合成》《化学工程》等课程。

曾昭抡培养的学生有地质学家董申保院士，植物学家吴征镒院士，物理化学家唐敖庆院士，化学家朱汝华教授，无机化学家苏勉曾教授等。

曾昭抡出生在湖南湘乡一个书香门第之家，其父亲曾广祚是前清举人，母亲陈季瑛出身名门，曾昭抡兄弟姐妹共13人，他排行第二。

曾昭抡的妻子俞大絪曾任北京大学西语系教授。

“曾昭抡是中国近代教育的改革者和化学研究的开拓者，是著名的进步教授，为中国的科学事业，做出了无私的奉献。”（光明网评）

“曾昭抡是中国国防化学奠基人之一，对抗战国防化学建设与人民军队防化均做出了杰出贡献。”（清华大学校史馆评）

“曾昭抡对中国化学和教育事业均有卓越贡献，他对中国近代化学发展所起的推动作用，更是功不可没，对促进中国化学研究和普及化学知识，起了重要的历史作用，对中国化学界和化学科学的发展，做出了贡献。”（清华大学评）

“曾昭抡是中国近现代化学教育和化学工程的主要奠基人和开拓者。”（西安交通大学评）

“曾昭抡是中国化学学科的奠基人和领导者之一。”（《中国青年报》评）

1985年，武汉大学设立“纪念曾昭抡化学奖金”，以奖励在校取得优异成绩的大学生和研究生。