1977年1月，中央任命方毅同志担任中国科学院党的核心领导小组第一副组长和副院长。1月12日，方毅走马上任，主持中国科学院全面工作。从1977年初到任，至1981年离任，方毅同志领导中国科学院约四年。在此期间，方毅同志还担任了党和国家的许多重要职务。1977年8月，方毅当选中央政治局委员，9月国家科学技术委员会重建，方毅出任主任。1978年2月，他被任命为国务院副总理兼国家科委主任。
1980年2月，他当选中央书记处书记。由于方毅同志担负着领导全国科技事业等重要职责，政务纷繁，中国科学院的具体工作，主要是由党组副书记、副院长李昌同志负责的。李昌同志是1975年与胡耀邦同志一道受命整顿科学院的院主要领导，1977年3月中央批准他恢复原职。
方毅和李昌密切配合，带领全院干部职工揭批“四人帮”及其在科学院的爪牙摧残和破坏科技工作的罪行，为“文革”期间遭受迫害的科学家和干部群众平反和落实政策，迅速扭转了这个“文革”重灾区的局面。从1977年到1981年的四年时间，中国科学院发生了巨大的变化。尤其是在领导体制方面，科学院逐步从过去以行政领导为主过渡到学术领导为主，实现了专家治院。这是中国科学院历史上的一个重大变化。
1977年6月22日至7月7日召开的院工作会议上，方毅、李昌等同志决定恢复院所两级学术委员会。这次会议期间，物理研究所就宣布该所将在党委领导下设立学术委员会，以加强科学组织管理工作。不久，物理所在经院领导批准后率先重建了学术委员会，包括17名所内委员，7名所外委员。物理所还拟定了《学术委员会试行条例》。同年9月30日，这个《试行条例》经李昌主持院务会议通过后，转发院直属各单位参照执行。
1978年2月，院务会议要求各研究所迅速建立学术委员会，院属各科研机构都在不久重建或新建了学术委员会。1979年12月，我院制订并颁布了《中国科学院研究所暂行条例（草案）》，其中第三章“学术委员会”对研究所学术委员会的定位和职能等做出了具体的规定。
该条例明确：学术委员会是研究所的学术评议机构，学术委员会主任必须由学术上造诣较深的科学家担任，学术委员会的职责是：审议本所科研规划和计划；对全所性的学术活动提出建议，推动和促进所内外与国内外的学术交流和科学合作活动；审议重大研究课题的开题报告，评价所内重要的科学论文、著作或其它重要的研究成果，对其中应当给予奖励的，提出建议；评价科技人员的学术水平和成就，并对其定职、提职提出建议；每年年终，学术委员会应听取所长的业务总结报告，就所内的重大研究业务问题作出评价，并报院有关学部，学术委员中的不同意见要如实反映。
至此，院属科研机构的学术委员会全面恢复并制度化。在拨乱反正的过程中，方毅、李昌同志十分重视发挥科学家的作用。1977年6-7月的院工作会议上，他们在宣布恢复各所学术委员会的同时，中科院还将实行党委领导下的院长负责制。在邓小平等党中央领导的支持下，他们认真调研了全院各单位科技骨干的情况，逐步让一大批优秀的科学家走上了各研究所的领导岗位。
为了更好地发挥科学家的作用，1977年7月，院党组决定院属各单位实行党委领导下的所长负责制。这一措施在当时具有重要的积极作用，逐步扭转了反右运动之后，全院长期存在的“外行领导内行”的局面。他们还积极谋划和推荐科学家出任院级领导。正是在他们的努力下，1978年3月，中央任命李昌、周培源、童第周、胡克实、严济慈、华罗庚、钱三强等人为副院长。
其中，周培源、童第周、严济慈、华罗庚和钱三强都是我国著名科学家。不久，钱三强还成为院党组成员。这是1950年之后，28年来中国科学院第一次任命科学家副院长，意义重大，为随后的科学专家治院打下了必要的基础。中国科学院学部是为了加强全院的学术领导工作而于1955年6月正式成立的。学部是分工进行学术领导的机构。
大体而言，“文革”前的中国科学院学部实质上是分学科群的院级学术委员会及其办事机构的混合体，在院党组的领导下，履行全院学术领导和科研业务管理的职能。“文化大革命”爆发后不久，学部被视为所谓“资产阶级专家路线”的产物被彻底砸烂和撤销了。在酝酿建立院学术委员会的过程中，恢复学部的工作很快提到了议事日程上来。方毅同志对此十分支持，1978年9月，他委托李昌同志向院党组打招呼，建议恢复学部。
李昌同志立即抓紧落实。1979年初，经中央批准学部恢复重建。1979年3月29日，中国科学院向国务院呈送《关于中国科学院学部工作和院长、副院长等有关问题的请示》的报告提出：（1）民主选举增补的学部委员，充实和健全学部的机构。（2）修订学部章程，充分发挥学部的作用。明确学部的任务和性质，使学部工作有章可循，发挥其学术领导的作用。
（3）建议由有名望的科学家担任院长，由学部委员推选中国科学院院长和副院长，并报请全国人大常委会任命。（4）筹备召开第四次学部大会。在得到中央领导的支持之后，院党组、学部和有关部门就学部的性质和任务进行了认真的调研，草拟了学部章程，并认真研究了增补学部委员以及建立院士制等相关问题。1980年5月31日，他们在呈送给国务院的《关于学部的几个问题的请示报告》中提出：学部是中国科学院的学术领导机构。
1980年6月，院务会议决定学部在增补学部委员之后，与各专业局与学部合并，以充分发挥优秀科学家的学术领导作用。在重建学部的过程中，方毅、李昌等同志对中国科学院的方针任务和体制问题进行了深入的调查和研究。1980年，他们领导院党组和有关部门，就此听取各方面的意见，进行了多次研讨。1981年1月29日，院党组向党中央提出了《关于中国科学院工作的汇报提纲》。
这一重要文件明确了中国科学院的性质、定位、任务和办院方针，提出改革以行政管理为主的现行体制，“变行政机关化的机构为学术领导机关”。不久，中央书记处以文件批示批准了这一报告。以此为基础，中国科学院制订并颁行了建院以来第一个院章——《中国科学院试行章程》，并于1981年5月18日在第四次学部委员大会上通过。
章程明确了中国科学院的基本任务和办院方针，确定了全院领导体制、学部的定位、性质和职能，以及研究所的组织架构等。按照《中国科学院试行章程》，在我院领导体制中，全体学部委员大会是中国科学院的最高决策机构；中国科学院主席团是学部委员大会闭幕期间的决策机构。中国科学院主席团由二十九人组成。主席团成员由学部委员大会选举产生，任期四年，连选可连任一次。
随后我院还制订了《中国科学院学部工作简则》，《简则》对学部的机构组织、工作制度以及学部与职能局的关系都做出了更具体的规定，从而使学部各项工作都有章可循。1981年第四次学部委员大会后，为了切实加强学术领导和管理，各学部分专业成立了相应的学科组，参加学科组的不仅有学部委员，还有一些优秀的中青年科技专家。学科组是落实学部职能、承担学部主要任务的专家组织。
其任务包括：评议研究所，初审本学科的科学基金和成果，审议重点科研项目；提出本学科领域学科发展动态、发展方向和任务的建议；开展本学科的重大学术活动，组织重大问题的讨论；承办科学院和学部交办的有关工作。各学部及其各学科组在制定我院重大科研规划和任务、评议研究所、确定有关研究所的学术方向和科研布局、评定高级科研人员职称等方面做了大量卓有成效的工作，为我院的发展做出了重要的贡献。
1978年6月12日，郭沫若院长在久病后去世。当时，院内外都认为应当由方毅同志接任院长。但他立即通过李昌同志向院党组提出：我不当，应当由科学家担任院长。他提出由著名科学家出任院长，以彻底扭转院领导体制上“外行领导内行”的局面，消除“以党代政、以政代科”的现象。
1979年3月，经方毅同志指示，院党组党中央提出：建议由有名望的科学家担任院长，由学部委员推选中国科学院院长和副院长，并报请全国人大常委会任命。方毅同志明确向中央提出：这是一项较大的改进工作，希望得到国务院的支持。但中央考虑中科院工作的需要，提请全国人大常委会于1979年7月1日任命方毅出任中国科学院院长。然而，方毅同志认为自己担任院长并不合适。
1980年8月25日，担任院长仅仅一年多，他就致信党中央、国务院领导同志，请求辞去中国科学院院长职务。他在信中指出：“院长应当由成就卓著、能孚众望的科学家来担任。……建议将来科学院建立院士制度后，应实行院士大会选举产生院长的办法，改变过去那种任命的办法。可以几年选一次，不要搞终身制。”（《方毅文集》第297页，人民出版社，2007）。中央征求了时任中国社会科学院院长的胡乔木同志的意见。
胡乔木同志指出：“我同意科学院、社会科学院改为学术团体，……负责人可由主席团轮流担任，或由主席团定期选举，但秘书长任期可较长。院长不由政府或人大任命。副院长减少。院部缩小，各研究所应逐步走向独立，行政机构应逐步改为独立的服务机构。党的领导体系另议。
”中共中央总书记胡耀邦立即批示：“请方毅同志征求科学院党组和社会科学院党委的意见，参考乔木同志意见，共同提出改革方案，经书记处讨论后，力争明年实行领导体制改革。”随即，方毅、李昌同志征求科学家的意见，开始酝酿院长人选。当时曾经考虑的人选有钱三强、卢嘉锡、严东生等著名科学家。考虑他们的身体状况和个人因素，后来他们向党中央推荐卢嘉锡出任院长。
在第四次学部委员大会上，全体学部委员以无记名投票的办法选举产生了由29人组成的中国科学院主席团，选举严济慈、李昌、吴仲华为主席团执行主席；推选卢嘉锡为新任院长。不久，1980年12月接任院党组书记的李昌同志向党中央提出辞去院党组书记职务，退居二线。1982年4月李昌同志离任，卢嘉锡院长随即兼任院党组书记，首次实现了院史上学术行政领导与党的领导的合一。
中国科学院建院的前30年，由于种种原因，没有建立一个稳定的体制，“文革”之中，更是陷入了持久的动荡之中，主持实际工作的领导人变动频繁，全院工作深受影响。方毅同志主持科学院工作后，克服种种不利因素，迅速扭转了局面。他和李昌同志既高瞻远瞩，又虚怀若谷，为了全院的长久发展，主动放弃了个人权力。他们是中国科学院新体制的创立者。这一新的体制，为近30多年来中国科学院的稳定发展奠定了基础。
他们大力倡导、精心筹划、勇于实践，充分体现了共产党人务实求真的工作作风和坦荡无私的高风亮节。他们建立专家治院体制的实践经验，值得当今建设现代科研院所制度参考和借鉴。