月他放弃在美国研究和生活条件，回到山东大学。中华人民共和国建立后，童第周继续担任山东大学动物系教授兼系主任、副校长。1950年他兼任中国科学院实验生物研究所副所长和中国科学院水生生物研究所青岛海洋生物研究室主任。1950年至1956年，童第周支持李森科主义。1951年任山东大学副校长。1955年他当选为中国科学院学部委员并任生物学地学部副主任，兼中国科学院青岛海洋生物研究室主任，后该室改为青岛海洋生物研究所，任所长。1960年，生物学地学部分为生物学部和地学部，他任生物学部主任兼任中国科学院动物