1979年1月，中央批准中国科学院学部恢复，此时原有的190位学部委员（不计哲学社会科学部），只剩下110余位，平均年龄高达73岁。当时，中科院主要领导方毅、李昌等同志认为，中科院必须实现从行政领导为主过渡到以学术领导为主的体制转变。为了加强学部力量，增选学部委员随即展开。此次学部委员增选，名额之多，可谓空前绝后；增选办法与增选结果对后来的院士制度影响之深，堪称史上之最。
这是自有学部以来第一次通过民主选举产生学部委员。1955年首批学部委员是经过民主推荐和广泛协商产生的，没有进行选举。1957年进行了小规模的学部委员增补，办法上虽有改进，部分学部进行过投票表决，但最终结果并不是由选举决定的。以上两次选聘，在学术标准之外，政治因素、部门因素等也起着重要的作用。
1979年开始的此次增选，是在全国拨乱反正、党中央大力调整知识分子政策的形势下进行的。党中央和中科院党组领导充分信任科学家，从增选工作一开始，就明确了由现有学部委员民主选举产生新的学部委员的原则，从根本上保障了学部委员选举的独立性和自主性。本次增选制订了比较详细的“增补办法”，规范了推荐、遴选和评审、选举等有关程序和办法，增选工作按照该办法规范有序地进行，排除了可能的种种干扰。
1980年11月26日为各学部投票日，此前在京外的学部委员进行了通讯投票，要求在该日前寄达。少数外地或在国外的学部委员的选票因故未能按时寄达，就被作为废票处理。此次增选标准和增选办法为后来的学部委员和院士增选打下了基础，被长期沿用。
如关于候选人的推荐提名，提出了两种途径：一是由两名以上的学部委员联名推荐，二是由中科院所属分院和研究机构，中央部委所属研究院、研究所，各省（市）自治区科委，中国科协所属各学会，推荐本系统、本地区、本单位的有关候选人。
1979年7月10日，国务院批转了中科院的增补工作报告和增补办法，增选工作正式展开。
经过各渠道推荐的人选，经各主管部门对所属单位、学会推荐的人选进行遴选后，于1979年10月底前向中科院提出了共计1100余名的推荐人选。随即学部主任、副主任联席会议审查确认有效推荐人选为996人。接着，中科院组织各学部进行评审和选举。先由各学部进行通讯评审或召集评审会议，从各系统报送的候选人中评选出初步的正式候选人名单。
1980年3月28日至4月2日，各学部在京召开原有学部委员会议，进行集体评议，按照差额投票的原则提出了367人的正式候选人名单。最后于1980年11月26日由各学部进行无记名投票，产生出得票过半数的学部委员283人。1981年3月，这一名单经国务院批准后公布。此次当选的283名学部委员，平均年龄62.8岁，其中55岁以下的40余人，最年轻的是41岁。此次增补后，学部委员总数达到400人。
此次增选首次由中国科学院自主选举学部委员，意义重大。但也留下了一些遗憾。此次设定增选名额过多，原定为180名，但很多学部委员认为名额过少，中科院遂于1980年5月报请国务院批准将名额扩大为350名。如果按照原定“超过三分之二同意票，当选学部委员”的办法，当选者还达不到原定名额，为使增选者达到和接近既定名额，这一门槛降为“超过二分之一”。
这一得票率沿用至2005年，致使我国的学部委员和院士选举的认同度长期低于国际惯例。
更戏剧性的变化是学部委员称号性质的改变。此次增选时，学部委员明确为工作称号，并不是荣誉称号，但他们当选后不到三年，却变为“国家在科学技术方面的最高学术荣誉称号”。