I 1914 ble Helland-Hansen utnevnt til professor ved Bergen museum. Han tok initiativet til opprettelsen av Geofysisk institutt i 1917, og foreslo at Vilhelm Bjerknes skulle inviteres til å lede det nye instituttet. Han må derfor få mye av æren for dannelsen av den berømte Bergensskolen i meteorologi. Han sto også bak planleggingen av det kommende Chr. Michelsens Institutt, og ble instituttets første styreformann fra opprettelsen i 1930 til 1955. Også internasjonalt har Bjørn Helland-Hansen satt spor etter seg som leder og administrator. Fra 1936 til 1945 var han president for Den internasjonale assosiasjon for fysisk oseanografi, og fra 1946 til 1948 for Den internasjonale union for geodesi og geofysikk.