童第周在国外学习期间经过刻苦钻研，获得博士学位。此后，他回到了祖国，在极为困难的条件下进行科学研究。没有电灯，他们就在阴暗的院子里利用天然光在显微镜下从事切割和分离卵子工作；没有培养胚胎的玻璃器皿，就用粗瓷陶酒杯代替，所用的显微解剖器只是一根自己拉的极细的玻璃丝；实验用的材料蛙卵都是自己从野外采来的。就在这简陋的“实验室”里，童第周和他的同事们完成了若干篇有关金鱼卵子发育能力和蛙胚纤毛运动机理分析的论文。

　   解放以后，童第周担任山东大学副校长的同时，研究了在文昌鱼卵发育规律。50年代中期，他调到中国科学院主持动物研究所的工作。他从事实验胚胎学、细胞生物学、发育生物学的研究工作，在两栖类、文昌鱼和鱼类卵子早期发育规律的研究方面，在他所倡导的细胞核和细胞质相互作用、相互制约的理论方面，以及发育生物学和遗传学的研究方面作出了重要贡献。长期在高等学校任教，培养了一大批生物学人才。因此，他也是实验生物学家，教育家。

　　到了晚年，他和美国坦普恩大学牛满江教授合作，在生物遗传中的细胞核和细胞质的相互关系的研究方面，取得了创造性的成绩，居于世界先进行列。他们做了这样一个有趣的实验：从鲫鱼的卵子细胞质内提取一种核酸，注射到金鱼的受精卵中，结果出现了一种既有金鱼性状又有鲫鱼性状的子代，这种金鱼的尾鳍由双尾变成了单尾。 

　  童第周的名言：“科学家要是不亲自做实验,查文献,搞课题,就不能称为科学家,只能是科学政客！”“我们的事业，需要的是手，而不是嘴。” 

    童第周于1979年3月30日逝世，终年77岁。