长严济慈出任第二任校长；他随后提出了“创寰宇学府，育天下英才”的建校目标。1980年，中科大帮助建立了合肥联合大学，副校长杨承宗兼任合肥联合大学校长。1983年，国家同步辐射实验室获得批准在中科大设立，这也是第一个由高校运行的国家实验室。1984年，在邓小平的支持下，中科大被国务院批准为七五期间国家重点建设的十所高校之一，中科大再度成为中国大陆最受瞩目的理科大学之一。1986年，学校开始新校区（即现在的西校区）的建设。1992年，根据科技论文发表结果，中科大被国家科委评选为中国四所科研业绩最强的大学之一。