1972年后，卢嘉锡着手恢复福建物质结构研究所的科研队伍和设备，关心和指导该所结构化学、晶体材料、催化及金属腐蚀与防护等学科领域的研究工作，使这个所逐步形成为一所具有明显特色的结构化学综合研究机构，特别是在原子簇化学和新技术晶体材料科学方面成绩斐然，在国际上都占有一席之地。
1981年５月，卢嘉锡出任中国科学院院长，在任职的近六年里，他认真贯彻党中央关于科学技术工作的指导方针，领导中国科学院采取了一系列重大改革措施，诸如建立科研课题的同行评议制度；实行择优支持的经费管理办法；创建开放研究所和开放研究室；率先在中国科学院设立青年科学基金；加强与院外的横向联系、组织全国性联合攻关项目；稳定我国基础研究工作等等。他还为加强中外科技界的友好交往与合作做了大量工作，为提高我国科技界特别是中国科学院在国际科技界的地位做出了贡献。
1988年，他当选为第七届全国政治协商会议副主席，中国农工民主党第十届中央主席，并任中国科学技术协会副主席，中国和平统一促进会会长，继续担任中国科学院主席团执行主席、中国科学院福建物质结构研究所名誉所长等职。在此之前，他曾是第三、五届全国人民代表大会代表；第五届福建省人民代表大会常务委员会副主任；第六届全国政治协商会议常委；中国农工民主党第九届中央副主席；中共福建省委委员；中国科学技术协会常委；中国化学会副理事长、理事长；福建省科学技术协会第一届主席、第三届名誉主席。他曾被评为1979年全国劳动模范。1993年３月当选为第八届全国人民代表大会常务委员会副委员长。
卢嘉锡是一位在国际科学界享有崇高威望的科学家，获得过一系列国际荣誉和学衔：1984年被选为欧洲文理学院外域院士；1985年当选为第三世界科学院院士和该院理事会理事；1987年荣获比利时皇家科学院外籍院士称号；同年接受英国伦敦市立大学授予的理学名誉博士学位；1988年10月被任命为第三世界科学院副院长，是担任这一职务的第一位中国科学家。 2001年6月4日，卢嘉锡在福州病逝，终年86岁。
【学术贡献】
对中国结构化学的杰出贡献
结构化学是物理化学的一个重要分支，早在国际上尚处于起步时期的３０年代末，卢嘉锡就敏锐地意识到：物理化学的第一发展阶段即热力学阶段已臻完善，可能成为第二发展阶段的将是结构化学，他选择了这个学科作为研究的主要方向。
在加州理工学院，他参加过过氧化氢分子结构的研究。当时，物质的分子表征通常是以获得合格单晶为前提的，但因很难得到过氧化氢的单晶，以致测定这种简单化合物的分子结构成为当时的难题之一。卢嘉锡和Ｐ．Ａ．盖古勒（Ｇｉｇｕｅｒｅ）巧妙地用尿素过氧化氢加合物，并培养出这种加合物的单晶。有趣的是，在这种单晶中，过氧化氢分子并不因为尿素分子的存在而发生构型上的畸变。接着，他和Ｅ．Ｗ．休斯（Ｈｕｇｈｅｓ）合作完成了晶体结构测定，证实了Ｗ．彭尼（Ｐｅｎｎｙ）和Ｇ．萨塞兰（Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ）对过氧化氢分子结构所做的理论分析。
1943年，他与Ｊ．多诺休（Ｄｏｎｏｈｕｅ）采用电子衍射法研究了硫氮（Ｓ４Ｎ４）、砷硫（Ａｓ４Ｓ４）等化合物的结构，并定出被他们称为“摇篮”形的八员环构型，这一研究结果后来为多诺休所进行的晶体结构测定所证实。这些硫氮非过渡元素原子簇化合物在结构上具有的“多中心键”特征，曾引起卢嘉锡极大的兴趣，和他以后对固氮酶活性中心模型的研究有密切的关系。
在结构分析方法上，他提出过一种处理等倾角魏森堡衍射点的极化因子和洛伦兹因子的图解法，成为当时国际上普遍采用的一种较简便的方法，曾被收入《国际晶体学数学用表》（第二版）。
回国以后，卢嘉锡一心想在国内开辟结构化学研究，在当时的条件下，这一宏愿根本无法实现。于是卢嘉锡寄希望于教育事业，以培养人才为己任。在教学工作中，他是一位才华横溢而又勤奋严谨的人。他学识渊博且善于表达，讲起课来生动活泼，见解独到，板书格外工整清晰，课堂常常座无虚席，成为厦门大学最受欢迎的教授之一。１９４７年春，当他在浙江大学完成第一次讲学任务即将离去之际，该校一百多名师生曾联名写了封充满激情的挽留信。解放初期，他曾接受高等教育部的聘请，与唐敖庆等先后到山东大学（当时设在青岛）和北京大学（同行的还有吴征铠、徐光宪）讲授物质结构课程，培养了一大批结构化学的师资。
卢嘉锡在教学过程中，注重培养学生的思考能力和解决实际问题的能力。他虽然是一位数学功底很深的化学教授，却经常告诫学生，要学会对事物进行“毛估”，他说：“毛估比不估好”。思考问题时要学会先大致估计出结果的数量级，尽量避开繁琐的计算，以便迅速地抓住问题的本质，必要时再仔细计算，这样可以提高解决问题的效率。为了培养具有全面素质的人才，他让学生记住一个奇特而有趣的结构式——Ｃ３Ｈ３，即Ｃｌｅａｒ Ｈｅａｄ（清楚的头脑）、Ｃｌｅｖｅｒ Ｈａｎｄｓ（灵巧的双手）、Ｃｌｅａｎ Ｈａｂｉｔ（洁净的习惯）。他常说：“一个老师如果不能培养出几个超过自己的学生，他就不是位好老师。”建国以来，他已培养了十五届计５０多名博士生、硕士生以及许多青年学者，如田昭武、张乾二、梁敬魁、黄金陵、黄锦顺、吴新涛、潘
