总统蒋介石征召，返台筹组卫生署；同年3月17日，他出任行政院卫生署首任署长，直至1974年6月25日方卸任。
教学研究.卸下卫生署长职务后，颜春辉在国立台湾大学医学院、国防医学院、高雄医学院、中国医药学院等校担任公共卫生课程兼任教授，并出任中华民国寄生虫防治会、台湾妇幼卫生协会、中华民国公共卫生学会、美国医药在华促进会等单位之重要职位，长期致力于公共卫生学及细菌免疫学的研究。