施汝为先生1934年获得美国耶鲁大学博士学位，同年回国在中研院物理所任研究员。1950年成立了中科院应用物理所，施先生任磁学组组长。1954年后兼任代理所长，1957年任物理所所长，1981年被推为物理所名誉所长，领导物理所长达27年。物理所1960年起开始分出去一些室、组，成立新的研究所或合并至别的研究所，以利发展。
另一方面，根据需要和条件在物理所建立了一些新的研究室，发展成为规模较大，学科齐全的研究机构，比建国初期的规模扩大了几十倍。施先生对物理所作出的贡献是巨大的。施先生慈眉善目，和蔼可亲，严于律己，宽以待人。33岁的施先生回国后首先要建设国内第一个现代磁学研究的实验室。
他的主要助手是刚出大学，年仅24岁的助理员潘孝硕，其他助手不多，且都是刚出学校的中学生，缺乏知识和经验，施先生几乎事无巨细都要亲自安排和照顾，讲解和示范。他整天穿着帆布工作服，从合金熔炼、单晶检验直到磁性测量忙个不停。他是一位手勤脑勤、不知疲倦的实验工作者。1938年施先生鼓励潘孝硕去美国MIT攻读学位，自己则继续磁性研究工作，并着手建立可用于低温和1万奥斯特以上磁场的外斯磁强计。
在“抗日战争”前不到4年的时间里，他能建立起适用的实验室并完成一些专题研究，应该说是很顺利的。这固然是由于他的勤奋好学的精神，但也得益于丁燮林所长及同事们对他工作的支持和帮助。另外，当时正好是中国物理学研究迅速发展的初期，饶毓泰、叶企孙、吴有训、严济慈、周培源、赵忠尧、任之恭、谢玉铭、班威廉、吴大猷等等，这些人大多是从事实验研究的；加上“抗战”情绪日益激昂的形势激发并增强了施先生的抱负和毅力。
1930年代后期，施汝为先生受“工业救国”思想的影响，会同几位好友一起筹办上海第一家国产铅笔厂。他在业余时间伏案设计，规划并组织从国外进口制笔机器，创办起“上海长城铅笔厂”。建国后，与“上海铅笔厂”合并成“上海制笔公司”，为祖国的工业建设贡献了一份微薄之力。可惜这些实业因日军在上海发动侵略战争而中辍。上海战事开始后，理工实验馆的4个所即迁入租界住宅区，研究工作只好停顿。
从1937年起，中研院奉命西迁，物理所决定大部分内迁至昆明。不久战事西延，决定二次迁到桂林。限于运输工具及交通的困难，内迁分小组各自设法成行。施先生对家庭作了权宜的安排，将来之不易的一些实验设备运送到安全的地方，有些仪器（如大电磁铁等）来不及疏散，被迫自行炸毁。他则带了必要的研究设备，包括沉重的小电磁铁，率领一组成员历尽千辛万苦，绕道越南抵桂林，一路边撤离边开展研究，精神感人至深。
1940年后，丁燮林所长常需出差，所长之职由施先生代理。他虽很忙但仍一贯地保持着平易、谦虚的态度，又能民主地处事、关心大家，故深受爱戴。1944年冬，日军由湘长驱入桂。在经费未到，交通拥塞的紧张时刻，施先生在湘桂线送走了物理所多数人员后，与广西大学师生结队而行，先去黔东南榕江县，然后辗转赴重庆的“中央研究院”所在地北碚。
当时与美军合装运输的公物，如图书仪器等共40吨，大部分被日军飞机炸毁，途中又遭遇洪水，私人衣物、书籍损失很大。待到达北碚时，已距“抗战”结束不远了。1945年日本宣布投降，施先生受委托担任物理所代表，参加接收日本在上海建立的自然科学研究所。接收沦陷区的敌占公产时，国民党的接收大员贪污、贿赂之风很甚，即使文教界的名人也在所难免，以致民间啧有“接收即是劫收”之讥。
原自然研究所建筑、设备和积存物资的规模颇大，除一部分建筑已先被美国军队占用外，在执行这项任务中，施先生拒同流合污，做到巨细归公，示人以廉洁的榜样。1946年1月1日，国民政府公布“公务员在抗战期间服务8年，考绩优异，授胜利勋章”。中研院被授勋章者95人，施汝为、萨本栋、丁燮林、李四光、赵九章、赵元任、吴乾章等物理界若干人都在其列。1946年夏，接收和复原的大事忙过后，他就急于要回到研究工作中。
然而中研院的几个研究所同挤在原自然研究所的一座大楼里，很难恢复正常工作，而且恶性通货膨胀使人们的日常生活越来越艰难。加之战前物理所的老同事已大部星散，留下的人员已很少了。这时，中研院的新任总干事萨本栋决定在南京九华山建立数理化中心。该计划实施得很迅速，1948年夏，施先生已到南京九华山定居。
他的实验室主要设备是一台他回国初期请附属工厂自制的电磁铁和一台后来由工厂自制的无定向磁强计，他准备实验观测外应力对铁磁体磁化过程的影响。当时大家都未料到，随着解放战争的进程，国民党政权已维持不了几个月了。1948年1月中研院院长朱家骅名曰“视察台湾教育”，实际是为中研院撤离大陆去台湾做准备。1948年11月，中研院召集各所所长开会，决定撤离事项，施汝为代物理所所长列席会议。
当时中研院的工作人员对于是留守还是迁台湾曾有过剧烈交锋。作为代所长，施汝为主张留守，他团结了多数同事，把物理所保留在大陆。为安全计，在南京物理所的大部分人暂迁上海，直至1949年秋后才再回到南京。1949年新中国成立后，施汝为先生作为应用物理所磁学研究组第一任组长，请回已在南京大学任教的潘孝硕为副组长，终于恢复开展起中国的磁学研究工作。他首先将原中研院的设备从南京运到北京，数量据说有一列车。
当木箱运抵东皇城根的物理所院内后，他和年青人一起，启封木箱，认真清点其中物品，将用不着的教学演示仪器，送给了中小学。原来空荡荡的大楼，一时增加了很多种仪器设备。一段时间的忙碌后，他的腰肌劳损复发，但他仍每天弯着腰吃力地来上班。1953年起，研究工作正式开始。从南京运来的瑞士电磁铁、发电机组、真空感应炉、大小电阻炉、冲击检流计，以及各种实验用材料、零配件等，做实验时都派上用场，非常宝贵。
那时实验室的大型设备要安装调试，测量仪器要成龙配套，虽然很忙累，但不久他就写出了新中国第一篇研究论文，后来瑞士电磁铁断断续续地使用到20世纪90年代。作为这段艰难历史的见证，现存放在物理所的所史展室。由于当时主要是年轻人，对仪器设备的安装和使用都不太清楚，又没有说明书，一切都需要施先生仔细交代，亲自动手安装。
从他的言传身教中，年轻人学到许多实用知识，更学到科研中严肃认真的工作态度，一丝不苟的工作作风。随着工作的进展，施先生陆续在磁场中添加高温电炉、低温液氮装置，为了提高磁场强度，制作了一台比特型电磁体；大口径磁场热处理设备；灵敏度高，稳定性好的磁致伸缩仪；磁天平及与其配套的，在一定空间内具有均匀磁场梯度的电磁铁；测量磁各向异性的磁转矩仪；带温度装置的无定向磁强计等许多种仪器设备。
这样，基本磁特性及其随温度的变化等已全部可以自己测量了。当时国外对中国封锁，自这些材料处理设备和测试仪器建成后，除自动化程度很差，还不能在极低温度和极强磁场等条件下进行磁测量外，实验室的大致水平和当时的国外相比，已相差无几。
1952年冬，为适应国家经济建设的迫切要求，施先生把组内人员分成两队，一队到太原钢铁厂——国家为改变电工磁钢依赖进口局面而重点建立的热轧硅钢生产基地；一队到哈尔滨附近生产铝镍钴永磁钢的阿城电表厂，深入基层寻找磁学研究课题。由此确立了硅钢片和铝镍钴两个研究方向。其间，施汝为和潘孝硕还为组员系统地讲授现代磁学课，历时2年，使这些青年人对现代磁学有了较为全面系统的掌握。
这时，他还根据国际动态，开始为铁氧体研究工作组织调研，积极准备条件。为了适应磁学研究的长远需要，施先生有远见地将组内年轻人先后送去苏联学习进修，几乎是能派出的人都送出去增长见识了。他并不强求年轻人按他的期望发展，而是因人而易。如蒲富恪不喜爱实验工作，对数学痴迷，施先生就让他跟从苏联著名数学家学习，后来蒲先生成为著名磁性理论家，当选中科院院士。
施先生同样注意培养国内其他单位的人才，先后有东北人民大学（后称吉林大学）、南京大学、山东大学和武汉大学的青年教师到物理所来进修，北京大学的青年教师也常来做实验，这些人回原单位后大都组建了磁学专门化，成为各单位磁学教学和研究的骨干。施先生为我国大批培养磁学人才作出了重要贡献。在当时很封闭的情况下，他仍重视邀请外国学者来访讲学。
日本东京大学校长、日本磁学界的元老茅诚司，就曾应邀来物理研究所访问，其他还有苏联和德国的专家等。1958年，在郭沫若院长的倡议下，科学院创立中国科技大学，施先生兼任物理系主任。他亲赴中国科学技术大学讲授磁学专业课，对培养大学教师和学生起了重要的作用。施汝为先生曾先后任中国物理学会常务理事、秘书长、副理事长，主持学会的常务工作。他对物理学会十分关心和支持，会同学会其他领导，为学科发展辛勤耕耘。
积极开展了国内外学术交流、科学普及、刊物出版、物理教学研究，以及物理学名词审订等各项工作。他具体帮助组织了一个具有较高水平、能团结广大物理学工作者的《物理学报》编委会，组建了一批审稿人队伍。每期发刊前，他都要严格把关签字，保证了期刊能受到读者的欢迎。1966年，“文化大革命”席卷全国，所有学术性社团都被暂停活动，物理学会的工作亦基本停滞。
在极其困难的情况下，施汝为和周培源等人经常晚上在施先生家里与学会其他领导商议工作，使物理学会的各项事务得以坚持下去。“文化大革命”中，学会一些大的学术活动虽被迫停止，但小型学术会议却以不同形式继续进行着。1969年，上面某“大人物”提出要批判爱因斯坦相对论，遭到周培源、施汝为等几位学会领导的暗中抵制。直到1972年迫于学术界的要求，一些学术性刊物才恢复续办。
施汝为得知后，十分高兴，立即组织商议刊物恢复出版事宜。中国物理学会主办的《物理》（原名《物理通报》）和《物理学报》很快复刊，学会的科普工作亦逐步开展。当时来信、来访的不少人缺乏基础物理知识而冥思苦想“永动机”，施汝为亲自撰写了科普文章《永动机是不能搞成的》，深入浅出地告诫他们不要误入歧途。
“文革”中物理所的科研秩序被打乱，施汝为先生竭尽全力保住了物理所图书馆的正常运行，鼓励研究人员在不能做实验的情况下，多读文献资料，学习基础理论，更全面地了解物理学科的现状和发展方向。不久施先生受诳言之累，被疑为“潜伏下来的特务”，忍受了近1年的隔离审查，饱受惊吓。家中长子因受迫害而非正常死亡，先生忍受了很大的压力，空余时间仍旧阅读科学文献，并为青年人员翻译了多篇重要的英文文献。
1976年底“文化大革命”结束，施先生心情十分愉悦，在任物理所所长的繁忙事务中，不忘关心物理学会的发展。他很快与有关学会领导商榷召开常务理事会，商议今后学会的工作。会议主要确定了召开全国性大型学术年会事宜，他亲自负责会议的筹备工作，包括年会的工作报告、会章修改、理事会改选，以及各学科学术报告内容安排等等。年会的各项准备有序进行，保证了会议于1978年在江西庐山如期召开。
1979年后施先生在身体状况已不是很好的情况下，仍然心系学会工作。1982年中国物理学会在北京召开第3届全国会员代表大会时，他的病情已十分严重，代表大会召开的前一天，当时连下楼都很困难的他却坚持亲临会场与大家见面。施先生生活朴素，平易近人，待人诚恳，乐于帮助生活困难的同志，在群众中很有威信。他作为人大代表、政协委员和学部委员，一直没有接受过相应的各种津贴。
他长期每月以工资（200元左右）之半缴纳党费，他一人缴纳的党费竟占到全所党费的大半。作为物理所所长，他从不搞特殊化，在食堂买饭和大家一样，排队等候。即使下雨路面积水，宁可脱鞋赤脚步行上班，也不要配车接送。年过八旬，身体虚弱，所里提出派车接送他上下班，他不同意，坚持一点点挪步来所，直至生命的最后一天。他作风正派，公私分明，办事公道，不徇私情。他最反对吹牛拍马、送礼拉关系。
解放前夕在南京时，有人想从所里的工程中谋私利，过年前给施先生家送去一个礼盒，孩子们都很高兴能得到礼物。不料等客人一走，施先生就派老二把礼盒送回去。有时子女和亲戚都希望能利用他的社会关系帮助找个好工作，数次请求，但他一律按原则办事，不去找门路拉关系。大女儿大学毕业可能被分配到边远的云南，她希望得到父亲的关心，但他说“依靠组织，服从分配”。受施先生的言传身教，他的儿女为人处事也都是如此。
1982年大女儿来京探父，假期将满可父亲病了，很虚弱。她犹豫是返回学校还是留京侍奉父亲。施汝为断然说：“你还要去上课，当然应该返校!”。不料就此父女永别。不熟悉的人也许无法理解他为什么这样做，但对施先生而言，确实是出于自然而真诚的坚持原则。
施汝为的业余生活并不多彩，但他能写一手优美的苏体字，也能炖出一锅色、香、味俱佳的红烧肉。与熟人一起时也不乏风趣的谈吐，然而话题常离不开业务。为了纪念施先生对中国物理学的重要贡献，物理所、物理学会和科学院数理学部于2005年联合召开了施汝为诞辰105周年纪念会，并出版了《施汝为院士纪念文集》。有关单位代表、专家学者、施汝为家属及亲朋好友等近百人参加了纪念会，深切怀念这位中国物理学界的不朽功臣。