さまざまな動物を飼育しては観察を行っており、毎日記した観察記がそのまま単行本となったこともある。観察記録には自筆のペン画が添えられていたが、これは明石にいた頃に音の同僚の教師から借りた『哺乳動物化石のテキストブック』の挿絵をトレースして、独学で得たものであった。また、骨格標本も多く所有しており、自宅の廊下には大小さまざまな骨格標本が飾られていたが、そのため娘の美恵子は「化け物屋敷に住んでいる」とはやされていた。晩年の住まいであった出雲市の自宅にも、藤の木やオーストラリア産の松を新たに植え、裏の畑で野菜を作ることを楽しみにしていたという。直良の発見した明石人については、縄文時代以降の新人とする意見が大勢である。葛生人は、直良の没後、松浦秀治によるフッ素年代測定法を用いた分析により、室町時代頃の中世の人骨であるとの結論が出された。松本清張の短編小説「石の骨」の主人公「黒津」は、彼をモデルにしたものといわれている。松本は、森本六爾をモデルにした「風雪断碑」（後に「断碑」で単行本に収録）を執筆する上で、森本と親交があった直良を取材している。
1965年（昭和40年）、音の死去により音の姪と再婚。1972年（昭和47年）に早稲田大学を定年退職したが、この前後から神経性の睡眠不足による体調不良に見舞われ、睡眠薬「ネルボン」を酒で飲みながら寝るようになる。翌年には妻の郷里である島根県出雲市高松町に転居した。退職後も地元新聞『山陰中央新報』に週一回「科学随想」を連載（のちに書籍化、『山陰 風土と生活』 山陰中央新報社 1979年）するなど精力的に著作活動を続けたが、島根中央病院の精神科の診察を受けるなど体力の低下は著しく、1985年（昭和60年）に国立歴史民俗博物館が行なった西八木海岸の発掘調査にも参加はおろか見学もできない状態だった。同年10月に明石市政功労賞を受賞したが、授賞式には参加できずに長女の美恵子が出席。その直後に危篤状態に陥り、同年11月2日13時18分に死去した。
1932年（昭和7年）には再び上京し、早稲田大学の徳永重康に師事し古生物学の研究を行う。無報酬の私設助手であったが、1938年（昭和13年）に早稲田大学付属高等工学校の夜学会計事務係に採用されたのをきっかけに、同大学冶金学教室図書係、助手を経て1945年（昭和20年）には同大学講師に就任。1957年（昭和32年）、「日本古代農業発達史」で文学博士号を取得し、1960年（昭和35年）には同大学教授に就任（助教授は経由せず）し、後進の指導に当たった。
棟梁という言葉は今日では「大工の親方」という意味で用いられることが多いが、元は建物の屋根の主要部分である棟と梁を指していた。棟と梁は建物の最も高い部分にあり、かつ重要な部分であるため、転じて国家などの組織の重要な人物を指し、また「頭領」・「統領」という表記も用いられた（『日本書紀』景行天皇51年（121年）条において武内宿禰を「棟梁之臣」と表現している）。10世紀から11世紀にかけて、各地に「堪武芸之輩」・「武勇之人」と呼ばれる人々が現れて武門の源流となり、それを統率する人物を「武門之棟梁」と称した。「武門之棟梁」は単一人とは限らなかったが、特に名声が高かったのは桓武平氏の平維時・維衡・致頼や清和源氏の源満仲・頼光・頼信らであった。頼信の孫・源義家が称された「武士之長者」（『中右記』）も同様の意味であり、義家の子孫（河内源氏）は特に「天下第一武勇之家」と呼ばれた。その後、平清盛率いる伊勢平氏がその地位を奪うが、源頼朝が鎌倉幕府を開いて「天下兵馬之権」を掌握して武家政権を確立、その死後に頼朝が有していた鎌倉殿としての軍事的権限と征夷大将軍の地位が次第に結びついて世襲されると、清和源氏－河内源氏の血を引く人物が「武家の棟梁＝幕府の長・征夷大将軍」という図式が成立した。この図式は河内源氏嫡流断絶後に征夷大将軍を継承した摂家将軍や宮将軍の元でも維持されることによって、「武家の棟梁」と征夷大将軍が同一のものとする認識が確立した。ただし、「武家の棟梁」も時代によってやや異なる意味を有している。11世紀以前の「武家の棟梁」は朝廷（中央政府）が動員した兵士を率いて行動した下級貴族出身の軍事貴族であり、その根拠は京都にあって地方武士との関係は希薄であった。この傾向は源義家の時代になっても基本的には変わらず、東国武士との関係よりも院（治天）や摂関家などの朝廷を構成する特定権門とのつながりの方が重視された。こうした「武家の棟梁」が自己の下に地方武士を糾合してその地域の武士たちの政治的利害を代表するようになるのは、保元・平治の乱が発生した12世紀中頃のことである。また、地域単位における「武家の棟梁」も存続した例もある。大和源氏の越智氏と抗争した大和国の守護職を収めた興福寺の傘下にあった衆徒（大和武士）の指導者は幕府成立後も「棟梁」の地位を保ち、一乗院系の棟梁・筒井氏と大乗院系の棟梁・古市氏が互いに大和武士の指導者の地位を巡って争った。