新中国成立后，原国立中央研究院与国立北平研究院等研究机构合并成立中国科学院。1950年3月21日，中国科学院华东办事处主任李亚农代表科学院，接收北平研究院药物研究所。同年5月20日，原国立中央研究院化学研究所有机化学部门、国立北平研究院药物研究所和国立中央研究院药学研究所筹备处合并成立中国科学院有机化学研究所。药物研究所因人员太少，与中央研究院药学研究所筹备处合并组成中国科学院有机化学研究所药物化学研究室，仍留在武康路395号，利用原有设备，独立开展研究工作。当时任室主任的赵承嘏“虽一时无可奈何，但内心是鼎力想恢复原所的”。

1950年11月20日，赵承嘏函请中国科学院将有机化学研究所药物化学研究室改为药物研究所。1951年9月24日，药物研究所筹备处成立；同年12月22日，中国科学院临时院务会议通过赵承嘏担任筹备处主任。

赵承嘏依据中国科学院至少有三个研究室才能独立成所的规定，为发展药物研究事业，从国内外广罗各方人才。

1950年10月，赴英国牛津大学进修有机化学专业的高怡生回国，重返药物化学研究室，协助赵承嘏恢复研究所的建设工作。

1951年2月，毕业于清华大学理学院化学系并在该校任助教的谢毓元调入药物化学研究室；同年7月，毕业于美国芝加哥大学药理系的丁光生应邀归国，筹建药理组；同年11月，北京农业大学植物病理系助教蔡润生受邀调入药物研究所筹备处，筹建抗生素组。

至1951年12月，药物研究所筹备处已形成三个研究组：药物化学组、药理组及抗生素组，工作人员发展到18人。

1953年1月23日，中国科学院明确“中国科学院药物研究所”的建制，赵承嘏再次被任命为所长。

到1954年底，药物研究所从解放初仅留的4人发展到78人。

1954年，药物研究所人员在武康路395号所本部合影（其中：第一排左八，赵承嘏；第一排左七，赵承嘏夫人邹佩英）

自1955年起，研究所在已有小型药圃、动物房和图书馆的基础上，逐步建立分析室、电子室、金木工场、玻璃工场等技术部门。

1955年12月1日，药物研究所第一届学术委员会成立；同年，首次招收研究生。

这一时期，药物研究所先后迎来了一批科研骨干。

二十世纪五十年代上半期，研究所的科研工作以接受国家突击任务，协助政府发展制药工业，解决制药企业生产中的技术难题为主。

建国初期的科研突击任务

解决青霉素结晶问题

1949年10月底，时任华东人民制药公司经理的孟目的与该公司抗生素制造所所长童村一起拜访赵承嘏，请其帮忙研究青霉素的结晶问题（直至1949年，中国只能生产不抗热、不宜长期保存的黄色无定形青霉素钠盐），赵承嘏虽不曾研究过这个问题，但他还是决定“愿意尽义务替华东人民制药公司帮忙”，经过四个月的努力，1950年他利用抗生素实验所自制的青霉素钠盐原料，成功提出白色抗热青霉素结晶，该结晶强度与美国制的青霉素钙盐所提出的结晶强度完全相同，且提出的结晶占原料的比例也比钙盐高，可用于注射用针剂；此外，他还将其余不结晶的青霉素制成青霉素铝盐，因其具有不吸水、抗胃酸力强的特点，因此适合制成片剂口服。而尤为重要的是，赵承嘏“所用的提炼结晶方法极为简单，大量制造绝无困难。只要培养方面有把握，结晶是没有问题的”。1950年，赵承嘏在实验室获得青霉素钾盐结晶，解决了青霉素生产最后一道工序的技术问题。1951年，上海青霉素实验所（原抗生素制造所）将这项技术运用到工业化生产上，成为新中国抗生素工业的发端。

解决普鲁卡因生产工艺问题

1953年，赵承嘏根据自己早年在法国巴黎罗克药厂研究部工作期间发明设计的局部麻醉药普罗卡因生产工艺，结合国内生产条件，研究设计出符合当时国情的合成方法，解决了中央轻工业部下达的普鲁卡因国产化工业制备问题，使普鲁卡因青霉素因扩大生产而需要量剧增的原料不必仰赖进口，该产品由上海国营生化药厂进行生产。

研究完成氯霉素的新合成法

1955年，药物研究所完成氯霉素新法合成，相关研究发表于《化学学报》，并派人赴东北制药厂共同工作，在生产中应用该方法。

抗生素研究

新中国成立之初，抗生素药物基本依赖进口，由于受到西方国家严格管制，因此实现抗生素自主研发与生产成为党和政府的重要任务之一。1953年5月上海抗生素研究工作委员会成立，药物研究所作为成员之一开展工作，高怡生是该工作委员会的委员之一。

抗生素研究被称为新中国“科学活动合作精神的第一个成功的典型”。新中国成立之初，抗生素药物基本依赖进口，由于西方国家对中国实行封锁，抗生素药物受到严格管制，因此实现抗生素自主研发与生产成为党和政府的重要任务之一。1953年5月上海抗生素研究工作委员会成立，成员由中国科学院有机化学研究所、药物研究所、植物生理研究所、中央轻工业部上海工业试验所、国营上海第三制药厂等组成，药物研究所高怡生是该工作委员会的委员之一。1955年10月，在上海抗生素研究工作委员会与北京抗生素研究工作委员会先后成立的基础上，全国抗生素研究工作委员会正式成立。同年12月1日至6日，抗生素学术会议在北京召开，这是中国科学院首次主持的国际学术会议。与会者既包括国内抗生素管理者、研究者、生产者、教育者,也包括相关领域的外国专家；除来自中科院、卫生部、高教部等36家单位的150余名代表外，苏联、波兰、罗马尼亚、保加利亚、蒙古、越南、日本、缅甸、印度尼西亚、朝鲜、丹麦等11个国家的12名科学家也应邀到会。会议确定了抗生素研究工作的方向和任务，影响了此后相当长一段时期中国抗生素研究的模式。药物研究所所长赵承嘏作为抗生素会议主席团成员出席了会议。翌年12月21日，全国抗生素研究工作委员会召开第二次扩大会议，同意成立“新抗生素采选工作组”，高怡生任副组长，药物研究所的蔡润生、胥彬入选该工作组成员。

响应“向科学进军”号召

1956年，新中国发出“向科学进军”的号召，制订了第一个长期科学技术发展规划《1956-1967年全国科学技术发展远景规划》（简称“12年科技远景规划”）。在该规划的指引下，药物研究所在国家药物研究格局中发挥着“火车头”的作用。主要任务是寻找治疗疾病的新药，为人民解除病痛。在此基础上研究药物学的理论，如药物的药理作用机制，药物的化学结构及药理作用之间的关系。研究重点是寻找治疗血吸虫病、高血压病及肿瘤等疾病的新药，并发展新抗菌素的研究，以期在这几方面各找到若干有效药物。

药物研究所独立建制后，因科研发展需要，开始了一系列扩展与组建的工作。1953年，武康路私宅改装的实验室空间已不能适应科研工作的发展，丁光生、曾广方、朱任宏、蔡润生的研究小组搬至岳阳路320号，高怡生、嵇汝运的研究小组随赵承嘏所长的实验室以及所本部依然留在武康路395号及南面隔篱笆相通的淮海中路1800号，所址一分为二。

1958年，研究所分散在岳阳路320号与武康路395号的实验室同时迁入岳阳路319号大院，并在此安居45年。

1957年，药物研究所聘请波兰华沙化工部抗生素研究所抗生素学家库里洛维奇教授来华指导抗生素研究，对研究所抗生素工作的发展起了很大作用。库里洛维奇教授对如何系统开展抗生素研究等提了意见与建议，并在具体工作中对放线菌血清分类法及噬菌体的研究进行了指导。