Nel dicembre 1970, dopo essere stato esonerato dalla società mazarese, ritornò alla Juventus grazie anche a un incontro a Bagheria col suo vecchio amico e compagno di squadra Giampiero Boniperti, a quei tempi presidente del club bianconero. Divenuto allenatore delle giovanili juventine, l'anno seguente Vycpálek, dopo l'improvvisa morte di Armando Picchi, fu promosso alla guida della prima squadra. Il cecoslovacco rimase tecnico dei torinesi per il successivo triennio, vincendo due scudetti consecutivi nelle stagioni 1971-1972 e 1972-1973, disputando poi nel 1973 le finali di Coppa dei Campioni e Intercontinentale. Nell'annata 1971-1972 ricevette inoltre il trofeo Seminatore d'oro, unico allenatore non italiano, insieme allo svedese Nils Liedholm, a essere stato insignito con tale riconoscimento.