1946年（民国三十五年）底，为了中华民族的振兴，黄培云毅然偕同已入美国籍的夫人回到了祖国，以图科学救国。

1947年（民国三十六年）3月，在武汉大学工学院矿冶系任教授，兼系主任。

1948年（民国三十七年）冬，中国人民解放军准备渡江南下时，在美国的岳父母担心黄培云夫妇的安全，来信来电敦促他们立即赴美工作，被黄培云婉拒。

1952年3月，黄培云受命赴长沙参加中南矿冶学院筹建工作；11月1日，中南矿冶学院成立，任教授，兼教务长、副院长。

1954年，创建粉末冶金专业，兼任中国科学院长沙矿冶研究所副所长。

1956年，作为冶金专家代表，参加了国家“1956～1967年科学技术发展远景规划纲要”的制定工作。这一年中国科学院矿冶研究所在长沙成立，黄培云兼任副所长至1983年（该所现为矿冶研究院）。

1956年3月，赴北京参加“制定国家十二年科学规划”会议。

1958年，加入中国共产党。

1978年12月，党的十一届三中全会后，黄培云恢复了中南矿冶学院副院长职务，兼任学术委员会主任委员，主管全校科研工作。

1979年5月，创立中南矿冶学院粉末冶金研究所并兼任所长。

1982年，当选为中共十二大代表。

1984年，退居二线，担任中南工业大学校学术顾问。

1994年，当选为中国工程院首批院士。

1998年6月，被授予中国工程院第一批资深院士。

2006年11月，中南大学举行“黄培云任教60周年暨90诞辰庆祝大会”。

2010年2月，《黄培云文集》出版。

2012年2月6日，于长沙病逝，享年95岁。

黄培云创立了粉末压制理论和烧结理论，研制成功多种用于核 、航天、航空、电子等领域的粉末冶金材料，进入了当代国际材料科学和高技术发展的前沿领域，引起了国际粉末冶金界的重视和高度评价。

20世纪60年代初，黄培云在中南矿冶学院带领他的弟子向世界高新技术发起了冲击。半个世纪以来，关于烧结过程是扩散机制还是流动机制在起作用，许多学者一直争论不休。黄培云经过近20年潜心研究、反复计算，提出粉末冶金烧结过程综合作用原理。这个理论不仅对烧结过程发生的现象能够正确地定性描述，而且对烧结过程的参数能够进行精确的定量计算。

黄培云是国际上最早采用粉末流变理论来研究粉末压制的学者之一，他提出的粉末体应变推迟、应力松弛、粉末体变形充分驰豫等一系列新概念和新理论，不仅对粉末冶金具有重大贡献，而且对力学、流变学也具有重要的实用意义。这一理论因而被称为“黄氏压制理论”。

20世纪80年代初期，黄培云还领导合金设计和计算相图的研究工作，提出了非规则溶液活度系数的计算模型、二元系参数计算三元系参数的方法和模型。80年代中期，黄培云开始从事粉末冶金高技术和新材料的研究工作，其中在快速冷凝超微粉末领域，他和他的学生发明了一系列新型快速冷凝装置，其综合性能指标均达到或超过国际同类产品。1988年，采用上述装置成功地制备了固体火箭推进器用微细铝粉，技术达到国际先进水平。

黄培云提出了非规则溶液活度系数的计算模型、三元参数计算三元系相图的方法及模型和多级快速凝固制取非晶、准晶和微晶金属粉末理论。他还通过合作在合金相图计算、快速冷凝等诸多领域内取得了许多重大成果，对中国航空、航天、原子能和兵器工业的发展起到了重要作用。

截至2012年，在黄培云的主持和领导下，共完成国家重点科研项目300余项，多次获得国家及省部级奖励。其中获国家科技进步一等奖3项、三等奖2项；国家发明一等奖1项、三等奖1项，四等奖1项；国家自然科学进步奖三等奖1项、四等奖1项；省部级奖47项。这些科研成果被广泛应用于国防建设和国家重点工程上，先后3次受到中共中央、国务院、中央军委的贺电和嘉奖。

截至2012年，黄培云发表学术论文80余篇，译著1本，独著与合著学术专著《粉末冶金原理》、《粉末冶金基础理论与新技术》，《黄培云文集》2本，《黄培云口述自传》1本。

出版著作

期刊论文

1 黄培云．铜反射炉渣中亚铁酸铜的生成条件（英文）．美国矿冶工程学会学报，1945．

2 黄培云．18－4－1钨铬钒高速钢的热处理问题．武汉科学杂志，1948．

4 黄培云．综合作用烧结理论研究．中国金属学会沈阳科学报告会，1961．

5 黄培云．温度对粉末烧结影响．中国金属学会第一届冶金物理化学学术报告论文集，1962．

6 黄培云．压型问题，载中国科学院矿冶研究所科学报告会．1964，中南矿冶学院学报，1982（增刊）：1～17．

7 黄培云．粉末冶金压制方程的统计分析验证．第一届中美双边冶金学术会议论文集（英），1980：332；中南矿冶学院学报，1982Nol，1～8．

9 黄培云．粉末压制功与不完全γ函数．中南矿冶学院学报，1983（2）：1～7．

10黄培云．用XRF二元系数据与参数对三元系数未知成分的理论计算．中国光谱学会光谱学术讨论会，1983．

11黄培云．处理XRF的R/X比为表现活度系数由二元系数据计算三元系参数，光谱与光谱分析，1984（5）：21～29．

12李旭，黄培云．热压方程的研究——铁粉热压实验验证．中南矿冶学院学报，1985（1）：119～126．

13黄培云．非线性粉体的数学模型．中南矿冶学院学报，1986（增1）：47～57．

14黄培云．粉末压型问题．中南矿冶学院学报，1986（增1）：1～17．

15黄培云．粉末冶金进展及相邻学科问题．第一届材料研讨会特约报告，1986；材料科学进展，北京：科学出版社，1988：168～190．

16黄培云．样条函数在粉末冶金科学技术中的应用．中南矿冶学院学报，1986（增1）：33～46．

17陈振华，黄培云，吕海波．金属粉末动压成形的理论研究，中南矿冶学院学报，1986（增1）：58～80．

18黄培云．金属粉末压制理论专集．中南矿冶学院学报编辑部，1986．

19陈振华，黄培云．金属粉末低速动压成形的理论研究．湖南冶金，1987（6）：9～14．

20陈振华，黄培云．金属粉末恒压成形的理论研究．中南矿冶学院学报，1988（1）：60～66．

黄培云亲自撰写教材、开设课程、制定教学计划，培养研究生，为国家培养了大量的科学技术人才，其中博士、硕士研究生80余人，本科生2000余名，都已成为中国粉末冶金领域的骨干力量。

黄培云在中南矿冶学院相继创建了中国国内第一个粉末冶金教研室，第一个粉末冶金研究所，成立了中国第一座粉末冶金国家重点实验室，建立了粉末冶金工程中心，国家计委先后批准以该所为依托建设“粉末冶金国家重点实验室”和“粉末冶金国家工程研究中心”。

1945年7月，与哈佛大学语言学家赵元任的次女赵新那结为伉俪。

黄培云是中国粉末冶金学科的启蒙者和创始人之一，创立了著名的粉末压制理论和烧结理论。（中南大学评）

黄培云院士热爱祖国，敬业奉献，追求真理，治学严谨，谦逊为人，具有崇高的科学精神和非凡的人格魅力，是我们学习的楷模。（中国工程院评）

开拓创新是黄培云学术上的一个显著特点。他从不去照套别人的东西，而是尽量提出新的思路。因为有了黄培云与他的团队的共同创新，中国粉末冶金事业在湖湘大地上起步，并走向世界。而他晚年最忧心的，同样是中国科技创新人才的培养问题。这位著名学者的求学之路、创新之果、忧国之心、为人之品，都称得上是中国粉末冶金领域的“钱学森”。（红网评）

在95年人生历程中，黄培云总结他参与完成了“两件大事”，这也是这位粉末冶金大家人生最精彩的篇章。其一，参与中南矿冶学院创建。其二，创立中国粉末冶金学科。（湖南日报评）

2006年起，社会募集资金100万元，每年5万元在中南大学设立黄培云教育奖励金。

2017年12月18日，在著名材料学家、教育家、社会活动家黄培云院士诞辰100周年之际，中南大学隆重举办黄培云院士100周年诞辰纪念会系列活动，追忆黄培云院士为中国科研和教育事业奋斗的不凡人生，学习和弘扬他的爱国情怀、科学精神、师德风尚和高尚品格。