1931年,九壹八事變,日本帝國主義侵占東北,梁思成舉家遷到北平,他參加了中國營造學社,這是專門從事對中國古代建築研究的學術機構,他擔任法式部主任,從此投入了中國古代建築的研究。1937年,抗日戰爭開始,梁思成收到日方主辦的“東亞***榮協會”的請柬,邀他出席會議,他堅決不與侵略者同流合汙,立即帶領全家長途跋涉於1938年1月到達昆明,1939年,又搬到四川省南溪縣的李莊鄉下,這時,營造學社的經費來源斷絕,有時連工資也發不出。梁思成的妻子林徽因患了嚴重肺病,長年臥床不起,他自己也得了脊椎軟組織硬化癥,行動極為不便,全家陷入了貧病交加的境地。當時美國有好幾處學校和機構邀請梁思成全家去美國工作和治病,但他表示:“國難當頭,絕不離開祖國”。在極端困難的條件下,他率領營造學社的少數同仁堅持在抗日戰爭後方繼續古建築的調查研究工作,直至抗日戰爭的勝利。
1916年,梁思成赴美國講學,因他在中國古代建築的研究上作出了傑出的貢獻,被美國普林斯頓大學授予名譽文學博士學位1946年,梁思成回到母校清華大學創辦了建築系。1947年,被中國政府派往美國擔任聯合國大廈設計顧問團的中國顧問。1948年,被選為中央研究院院士。中華人民***和國成立後,梁思成除了仍在清華大學任教授和建築系主任外,壹直以高度熱情參加了各項建設工作,先後擔任:北京市都市計劃委員會副主任,中國建築學會副理事長,中國美術家協會常務理事,中國文聯中國委員會委員,中華中國自然科學專門學會聯合會委員,中國科學技術協會委員,建築科學研究院建築理論與歷史研究室主任,北京市城市建設委員會副主任等職他是中國科學院技術科學部委員。梁思成還積極參加了國家的政治領導活動,曾任:北京市人民委員會委員,政協北京市委員會副主席,第壹、二、三屆中國人民代表大會代表,三屆人代會常務委員。1959年,梁思成加入中國***產黨,1972年,病逝於北京。