在哈佛，竺可楨參與了中國科學社月刊《科學》的寫作和編輯，成為該社的重要骨幹。1915獲得哈佛大學碩士學位後，竺可楨留校深造。在此期間，他發表了幾篇論文，如《中國的降雨和風暴理論》、《臺風中心的壹些新事實》等。，並於1917被美國地理學會接納為會員，獲得Imasun獎學金。1918年，竺可楨以論文《遠東臺風新分類》獲得哈佛大學氣象學博士學位，然後懷著報國為民的激情，在秋天回到祖國。
懷著“科學救國”的熱情和“苔莎政治”、“學術自由”的幻想，竺可楨回到祖國，謝絕了在海關當督學的邀請，應聘到武昌師範學校教地理和氣象。1920調入南京師範大學任地質系主任。1925年，竺可楨因不滿校長拍江蘇巡撫齊的馬屁，辭去了教書的工作，到上海商務印書館工作。第二年，他轉到天津南開大學教授地理和氣象學。65438-0927年，蔡元培出任中央研究院院長，竺可楨任氣象所所長。
1928年初，竺可楨擔任氣象研究所籌備辦主任。他用壹年時間建立了當時先進的、設備齊全的氣象觀測站，站在北極閣的頂端。此外，地面和高空觀測、太陽輻射觀測、航空電位觀測、物候觀測、沙塵觀測、天氣預報、氣象廣播、地震測量等業務和研究工作相繼開展。從1930元旦開始，中國就發布了自己的天氣預報和臺風預警。
為了奠定中國氣象事業的基礎，竺可楨把推動建立中國自己的氣象站網作為首要任務。1928年，他提出了建立國家氣象臺的計劃，然後堅持實施。為了滿足各地建站的需要，竺可楨帶領氣象所舉辦了四期培訓班並親自授課，培訓了近百名業務骨幹。他還編寫出版了《天氣預報筆記》、《國際雲圖簡稱》等多種業務指導書籍，並以各種方式積極為各地提供幫助。經過長期不懈的努力，到抗日戰爭前夕，全國已有300多個氣象站和雨量站。在這個過程中，為了整頓和統壹全國的氣象事業，竺可楨起草了《全國氣象觀測實施條例》，由政府在全國範圍內實施。在1930 ~ 1937期間，還主持召開了三次全國氣象主管機構聯席會議，使我國氣象事業的發展逐步走向統壹、規範的軌道。竺可楨也把氣象資料的整理出版作為氣象事業的壹項基礎性工作，非常重視。他帶領氣象研究所編撰了《中國降雨量》、《中國氣溫》等名著，並按月、季、年發布氣象資料，開展定期氣象資料服務。
1936年4月，竺可楨出任浙江大學校長，提出了“求真”的校訓。1937抗日戰爭爆發時，他帶領浙大師生歷盡艱辛。他先把學校搬到建德，再搬到江西太和，1938年夏天又搬到廣西宜山，壹年後又搬到貴州遵義。此時已有文、理、工、農、醫、法、師範七個學院，專家學者眾多，學術氛圍濃厚，被英國著名生物學家、科學史家李約瑟稱為“東方劍橋”。抗日戰爭勝利後，浙大1946遷回杭州。在反對內戰和饑餓的鬥爭中，他支持學生的正義行動，嚴厲譴責國民黨反動派殺害浙江大學學生自治會主席余子三的罪行。杭州解放前夕，國民黨教育部多次催他去臺灣，他避而不去上海，以免糾纏。
上海解放後不久，竺可楨應邀到北京出席全國科學工作者代表大會籌備會議，隨後出席中國人民政治協商會議。中國科學院成立後，任副院長。他著手籌建中國科學院地理研究所，並擔任地理學會主席。主持了中國自然區劃的劃分和國家地圖集的編制工作。從1955到1960，竺可楨不顧年事已高，經常到西北黃土高原、新疆、內蒙古等地考察。他的風格和進取精神受到學者們的高度贊揚。1962年6月加入中國* * *產黨。1963年，根據他在全國人大的建議，成立了國家科委領導下的自然保護委員會。他在1950定居北京後，堅持每天觀察記錄物候變化，直到去世前壹天，用顫抖的雙手在病床上記錄天氣。1974於2月7日在北京去世。