1972年秋，李政道先生和夫人秦惠䇹女士经欧洲到了上海，几天后抵达北京。这是他自1946年随吴大猷老师去美国学习、获诺贝尔奖后第一次回到祖国。上海是他儿时成长的地方，北京却是他第一次到访。有关部门安排他们在上海和北京参观了一些地方，包括到大学和研究所去访问和座谈。他看到“文革”中国内科学和教育停顿，十分不安。
由于他对国内情况了解得不够，在周恩来总理接见他们夫妇时，他只是向周总理强调了科学、尤其是基础科学的重要。
1974年政道先生再次回国前，做了认真的准备。由于中美仍未通航，他与夫人经欧洲到香港，从深圳入境，先到上海。他要求参观复旦大学及上海芭蕾舞学校，对当时国内教育情况做了进一步的了解。参观访问后，连夜写了“参观上海复旦大学后的一些建议”，到北京即请老友朱光亚呈周恩来总理，并请总理转呈毛泽东主席。
在周总理和当时中央领导人接见他和夫人时，他为科学人才培养问题与江青等“四人帮”进行了十分激烈的辩论，尽管毛泽东主席在后来接见他时，赞同他对发展科学及人才培养的一些意见。
1976年10月粉碎“四人帮”后，政道先生看到了中国的希望。他与美国的潘诺夫斯基教授、吴健雄教授、袁家骝教授等一起研究如何帮助中国发展科学。
1977年2月第三次访华，当时的华国锋主席接见他时，他也陈述了发展科学、尤其是基础科学的重要性，且培养人才是关键。华国锋亦表示赞成他的意见。政道先生返美国后，一面与潘诺夫斯基教授、吴健雄教授、袁家骝等学者研究中国正准备建设加速器的方案，提出了建设规模不太大的正负电子对撞机的建议。一面与更多美国高能物理界科学家商讨促进两国高能物理领域研究的合作。
促成了1979年开始的中美两国政府间高能物理研究的正式合作，确保了后来北京正负电子对撞机建造的成功。
1979年5月开始，政道先生在中国科学技术大学研究生院给研究生开设了“统计力学”和“场论和粒子物理”两门课，每天讲一上午，进行为期近两个月的强化补课，讲完了他在美国二三年的课程。
原计划给两百多位研究生讲课，结果全国有33个研究单位、78所高校共1000多人来参加听课，由于“文革”十年的封闭，国内学者几乎完全不了解国际科技的发展情况。所以很多老一辈学者，甚至著名科学家赵忠尧、张文裕、朱光亚、朱洪元、胡宁、周光召等都来听课。
1986年夏，他与时任中国科学院副院长的周光召同在瑞士的欧洲核子中心访问，两位物理学家都十分关心中国科学，尤其基础科学的发展，深感中国与世界先进水平的严重落后，仍处于“文革”停顿后的“恢复”阶段，不但学术信息获取不畅，国家经济又十分困难，研究人员工作和生活条件很差，很多“文革”前大学毕业的优秀人才都出国去了。他们两位忧心忡忡，希望能找到解决的办法。
他们设想，建立一个学术机构，让国内学者持续及时了解到国外科学研究的最新进展，在学术上能够充分自由讨论交流、并解决稳住中青年优秀人才的鼓励机制，这种机构对当时的中国是十分必要的。
中心旨在支持和帮助中国科学技术人员获得科技信息并进行学术交流，资助科研人员在中国国内进行基础前沿研究，建立不受行政和学术流派影响的宽松学术环境。各种学术观点均可得到展现。
中心主要工作是常年不断举行各种学术交流研讨会，向全国开放。让国内学者及时了解国内外学术进展的情况。同时，进行学术的交流，培养人才。由政道先生领导的中心，聘请了30多位国内物理学为主的、有一定的成就并在研究第一线的科学家，其中大都是中青年院士，组成中心学术顾问委员会。
每年开两次会，对国外学术的发展及国内的需求，进行认真分析研究后，确定下一个半年的各个学术研讨会内容、以及各个学术活动的组织者和主持人，一般都选定该研究领域第一线的领军人物进行组织工作，并确定人数和时间的分配。
大型国际学术活动为顾问委员会选定国际前沿和国内急需的学术研究议题后，由政道先生亲自策划、组织、安排和主持。如1987年的“粲物理”国际研讨会，就是在北京正负电子对撞机和北京谱仪建造即将建成时，为确定首先进行的物理实验题目而举办的。这个会议上国际“粲物理”顶尖的理论和实验学者共同深入研讨，对北京正负电子对撞机及北京谱仪上首批开展物理实验项目有极大的作用，对国际“粲物理”的研究起了很大作用。
中心还按政道先生“雪中送炭”的思想，针对国内特定的需要，举办特别的强化培训班，如1988年国内计划在上海建设一个同步辐射光源，急需培养一些年轻的骨干人才。于是中心在1998年和美国加速器学校（USPAS）合作从美国、欧洲聘请了30位国际上著名的加速器物理和技术专家，2名中国加速器专家为教师，在北京开办了“1988年中国加速器物理学校”（CAPS98）。
来自全国相关大学和研究所的118人（其中博士35人、硕士23人、研究生33人、学士23人、其他4人）参加了这个为期一个月的强化培训。开始两周全体都上“加速器引论”的基础课，后两周共开14门专题课，每个学员可选两门。每天师生都从清晨到深夜一起学习、讨论，强度很大，为上海同步辐射光源和中国加速器建设和运行培养了一批人才。
1986年中心成立时，国内大学和研究所的计算机性能很低且很少，大大影响了很多科学研究的进行，因此国内急需大型计算机。在政道先生推动下，中心与世界实验室商定，由世界实验室出资近70万美元为中心购买了当时很先进的美国DEC公司的VAX8550计算机和配套设备，无偿向全国科技人员开放。当时有几百名科技人员使用了这台机器。这台VAX8550的CPU的利用率达90%以上，是当时国内利用率最高的计算机之一。
1986年夏，李政道与周光召在瑞士CERN讨论中国科学发展时，令两人都十分忧愁的还有当时由于国内经济状况，中国从事科学研究的人员待遇太低这一问题，一级研究员每月工资才人民币360元。“文革”前大学毕业的研究人员每月仅几十元，以致一些优秀的中青年科学家纷纷出国去工作，特别是基础科学研究队伍很不稳定，人才流失现象很严重。而当时国家的经济力量又不可能解决这个问题。
政道先生提出了通过世界实验室提供的资助，先在中心的凝聚态物理、粒子物理和同步辐射、天文及天体物理、理论物理四个领域，聘请少数从事基础科学研究的中青年骨干为中心研究成员，任期一年。给他们相当的津贴，改善他们的生活，以稳住他们在国内进行科学研究。
中心不但学术上由政道先生直接领导，而且行政管理上亦由他直接领导，他强调中心只是个为学术交流、沟通的平台。中心的管理工作就是服务。中心内不设机构。
中心学术方面工作由叶铭汉院士和赵维勤研究员协助，成立前期日常行政事务管理工作曾先后由裘照明、李小源协助。北京正负电子对撞机建造工程时期，政道先生在国内的主要精力放在帮助北京正负电子对撞机的建造上。我负责他与工程领导小组的联系、沟通。1987年工程结束后，我到中国科学办公厅工作后就兼任中心秘书长，协助他处理中心及他在国内其他工作。从1983年开始，政道先生在国内期间，我都全程陪同并协助他工作。
每次专题“工作月”和国际学术会议后，中心都总结出版一本论文集，对推动国内有关领域研究有很好的作用。至2006年9月，20年来中心每月都会举办一次以上人数及时间长短不等的“工作月”式的学术交流活动，累计共350次以上，参加者超过2万6千人次。大型国际学术会议18次，几千人参加。“中心”内部出版国内学术文集168集，国际学术会议文集12集，国际一流学术刊物上发表文章达3991篇。
由于中心这个激励的方式带动了国内高校和研究机构对优秀科学论文的奖励。使2005年我国学者在国内外学术刊物发表的论文，被SCI收录的总数已进入世界各国排名第五。