中华人民共和国成立之初，迫切需要开展地球物理勘探工作，而当时从事这方面工作的只有几个人。为此，曾融生协助顾功叙在北京举办了地球物理勘探短期培训班。学员三十余人，由高中毕业生和大学毕业生组成，经基本培训后即带往东北长春、鞍山等地实地勘探，边实践边学习，很快成长起来，后来大多成为冶金工业部地球物理勘探队伍的骨干。
1950年中国科学院成立后，即在南京建立了地球物理研究所。曾融生到该所在傅承义和顾功叙领导下从事地球物理勘探工作。他在湖北大冶尖林山发现有磁异常，建议钻井证实，地质部总工程师谢家荣与苏联专家采纳他的建议布井钻探，果然发现了富铁矿层，为大冶铁矿的开发立了一功。
1953年，曾融生主要从事电阻率仪器的改进实验研究。他感到原在官厅水库勘测坝址所用美国进口的电阻率仪器过于笨重，操作起来甚为不便，因而拟用电子线路改进电阻率仪器。经过反复实验研究，终于获得成功，并发表了题为《真空管的电阻率探矿仪》的论文。1953—1954年，他还协助傅承义创办了北京地质学院地球物理勘探教研室，并应国家经济建设急需，举办物探短训班，他主要负责实验室的建设工作。严谨的学风、忘我的劳动、认真负责的工作态度，为师生们树立了良好的学习榜样。当时，王鸿祯、张炳熹、池际尚、马杏垣等教授很愿意与地球物理研究者共事，把他引入地质学院。1954年，他与志同道合的戴爱云结婚。戴爱云毕业于南京大学生物系，后成为中国科学院动物研究所颇有造诣的动物学家。1992年，她和曾融生一同列入《中华当代文化名人大辞典》。
1956年，曾融生随傅承义到北京大学组建固体地球物理教研室，并讲授地球物理勘探课程。1957年，武汉大学地球物理专业的学生全部转入北京大学学习。同年，他升任副研究员。
1960年，中国科学院地球物理研究所组建了地壳物理研究室，顾功叙副所长兼室主任，曾融生主持室内常务工作。他根据地壳物理的研究方向，组建了地壳深部探测、高温高压和模拟实验，利用天然地震研究地球深部构造及重力等研究组，取得了丰硕的成果。1965—1966年，他在中国科学技术大学讲授地壳物理课程。1965年，地球物理研究所在昆明成立工作站，他所在的研究室迁往昆明。半年后，地球物理研究所昆明工作站改为昆明地球物理研究所，他担任第一研究室(地震研究室)主任和第三研究室(地壳物理研究室)主任。
1978年，曾融生调到北京国家地震局地球物理研究所，后任地球内部构造研究室主任，同年晋升为研究员。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。
曾融生先后担任国务院学位委员会第二、三届学科评议组成员，第二、三届国家自然科学奖励委员会委员，中国地球物理学会副理事长，中国地震学会理事。他曾当选为国际岩石圈计划岩石圈构造和组成委员会委员，可控源地震学国际委员会委员，国际地幔软流圈研究组成员，荷兰《地球动力学》(Journal of Geodynamics)杂志编委等。
经他指导的硕士和博士研究生已取得学位的有二十余人，他们已成为地球物理各条战线上的骨干力量。他先后发表了二十多篇(部)极有影响的学术论文和专著，其中有些已成为我国地球物理学中的经典著作。他多次获得国家级奖励。他领导的“柴达木盆地地壳构造的研究”，1978年获得全国科学大会奖；他主持的“北京地区地壳构造的研究”获国家地震局1979—1981年度科技成果二等奖；他主持的“沙特阿拉伯地震测深数据的解释”获国家地震局1979—1981年度科技成果三等奖。国内外学术界对他的科学贡献有很高的评价。1991年他被载入英国剑桥国际传记中心出版的《有成就的人》(Men of achievement,第15版)，同年美国传记协会也将他收入到《世界5 000名人录》(5 000 personalities of the world,第3版)中。
