1946年4月永远与陈建功、蔡邦华离开台湾，沈璇接任理学院院长兼数学系主任。1948年当选中华民国南京中央研究院第1届（数理科学组）院士。1950年任浙江大学教务长。1952年，全国院系调整，苏步青等一批数学系骨干力量调至复旦大学。1953年任复旦大学教务长。1955年7月当选为中国科学院数学物理学部学部委员。1956年任复旦大学副校长。1958年任复旦大学数学研究所所长。1959年加入中国共产党。1968年中国共产党八届十二中全会上，中共中央主席毛泽东下最高指示要保一批教授，复旦大学教授中，毛