察各地建筑，回国后在沈阳东北大学（张学良时任校长）任教，在那里创立了中国现代教育史上第一个建筑学系。同时成立了建筑师事务所，设计建造了东北大学主楼，并测量考察了清昭陵的建筑，当时就试图保护沈阳钟鼓楼，但不被当地政府採纳，终于被拆毁。1930年和张锐参与天津市规划，以《天津特别市物质建设方案》获奖。
抗日战争时期.日本侵略东北后，梁思成于1931年回到北平，进入中国营造学社工作，梁思成入营造学社后的第一件工作，就是在1932年主持故宫文渊阁的修复工程。梁思成原计划即时着手研究宋代