此，颜春辉开始重新建立卫生工作体系及推行防疫措施。在中国农村复兴联合委员会协助下，颜春辉于各乡镇推动设立卫生所，又于各县市推动设置卫生院，使得公共卫生政策及服务得以普及，并使天花、鼠疫、狂犬病等传染病逐渐绝迹。1963年，颜春辉应世界卫生组织邀请，于印度、中东及非洲地区任职防疫顾问，复派驻巴基斯坦任代表，其后又于该组织日内瓦总部掌管流行病部门。 1971年，颜春辉应总统蒋介石征召，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。
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