Tilbake i Norge ble Saugstad forsker ved Universitetet i Oslo. Han ble dosent ved Psykologisk institutt i 1962 og professor i psykologi i 1967. Saugstads mer eksperimentelle og naturvitenskapelig funderte tilnærming til psykologi, påvirket av læretiden i Chicago, førte ham i 1950- og begynnelsen av 1960-årene i opposisjon til det fortsatt psykoanalytisk dominerte psykologimiljøet i Oslo, anført av Harald Schjelderup. Saugstad var selv kritisk til psykoanalysens vitenskapelige holdbarhet. I løpet av 1960-årene mistet psykoanalyse sin sterke stilling ved Psykologisk institutt, og fagmiljøet ble mer bredt sammensatt.