健转任中央民族学院研究部主任，1956年，任历史系主任。同年加入全国人民代表大会民族委员会组织的少数民族历史调查组，任内蒙东北调查组组长。1958年，中国科学院民族研究所成立，翁独健任副所长，并担任中国科学院历史研究所研究员，主持元史研究。1961年，同吴晗、翦伯赞等发起成立民族历史指导委员会，任副主任委员兼秘书长。“文化大革命”中，翁独健遭受迫害，在五七干校打扫厕所。1971年回到北京，主持“二十四史”中的《元史》点校工作。中共十一届三中全会后，翁独健任中国社会科学院民族研究所副所长兼社会历史研究室主