1931年，杨石先获得耶鲁大学有机化学博士学位，并被推选为美国科学研究工作者荣誉学会（SigmaXi）会员。同年回国继续在南开大学任教，讲授药物化学、植物激素、农药化学等课程。

1938年2月，杨石先随着南开大学共同迁到昆明，并被推选为国立西南联合大学理学院化学系主任，并兼任昆明师范学院理化系主任。

1941年—1946年，杨石先兼任北平中央研究院通讯研究员。

1943年，杨石先被推选为国立西南联合大学教务长。

1945年，抗日战争胜利后，杨石先第三次赴美国，在印第安那州立大学任访问教授兼研究员，从事药物化学研究工作。写出了“中国抗疟植物鉴定”的论文。

1947年，杨石先被推选为美国“化学荣誉学会”会员。

1948年2月，杨石先回到南开大学任教，并担任代理校长。

1949年9月，杨石先作为教育界的代表参加第一届全国政治协商会议，见到毛泽东主席、周恩来总理。中华人民共和国成立后，杨石先继续在南开大学任教。

1951年，杨石先加入中国民主促进会。

1952年—1957年，杨石先担任南开大学副校长。

1952年8月，民进天津市筹委会成立。杨石先任主任委员。

1953年1月，民进天津分会正式成立，并召开了第一次全体会员大会，选举产生了民进天津分会第一届理事会，杨石先任主任理事。

1955年，杨石先当选为中国科学院学部委员、化学组组长。同年被聘为中国科学院长春应用化学研究所学术委员会委员，积极参加中国科学院化学研究所的筹备工作。

1956年和1962年，杨石先先后两次参加十二年科学技术发展规划会议（任综合组组长）和十年科学技术规划会议（任化学组组长），还参加全国农业规划会议（任农药农械组副组长）。

1957年，杨石先担任南开大学校长（任期至1980年）。同年被任命为国务院科学规划委员会化学组组长。

1958年，杨石先和南开大学化学系的师生办起“敌百虫”、“马拉硫磷”两个农药车间。毛泽东主席亲临视察，对他们的工作给予了很高的评价。

1959年，杨石先率领中国化学会代表团赴苏，参加在莫斯科举行的门捷列夫第十一次学术会议，并在开幕式上代表中国化学会致了贺词。同年，他出席全国第一届科学技术协会会议，被选为中国科学技术协会委员。为纪念国庆十周年，他发表了学术论文“建国十年来中国元素有机化学的进展”。

1960年3月21日，杨石先加入了中国共产党。

1962年，杨石先根据全国第二次科技发展规划会和全国农业规划会的精神，于当年10月在中国高等学校中成功地建立起第一个化学专业研究机构——南开大学元素有机化学研究所，并亲自担任第一任所长。

1977年，杨石先参加了邓小平同志召集的30位全国著名的科学家、教育家的座谈会。在会上，他提出了四点建议：①恢复国家科委，以统一规划、指导、协调全国科技工作；②在中国驻美联络处设一位科学教育秘书，以适应即将开始的两国科技、教育交流；③选拔优秀科技人才，保证科技队伍后继有人；④采取措施，使中年教师从繁琐的事务中解放出来，充分发挥他们的骨干作用。他的建议受到赞扬与肯定，并被有关部门采纳。

1980年，杨石先担任南开大学名誉校长。

1985年2月19日，杨石先不幸病逝。

主要研究农药和元素有机化学，并长期从事化学教育。20世纪60年代初创建南开大学元素有机化学研究所。系统研究了有机磷杀虫剂、杀菌剂、除草剂及植物生长调节剂等高效农药，80年代初创建南开大学分子生物研究所，在化学与生物学的交叉领域开展了探索。

早在20世纪40年代，杨石先就通过长期观察，发现国际上农业研究有从无机农药、植物性农药向有机农药过渡的趋势。同时，他还对植物生长调节剂（植物激素）进行了大量的文献普查，并写出了《植物生长激素》的书稿，为50年代开展植物生长调节剂的研究奠定了基础，起了农药研究的带头作用。50年代初，他和助手们首先合成出了适合中国国情的植物生长调节剂，又进一步研究了有机磷化学。

1956年2月，他以国务院科学规划委员会委员、化学专家综合小组组长的身份参加了由周恩来总理主持的中国十二年科学技术远景规划的编制工作。在规划会上，杨石先向国家领导人汇报了“化学科学与国民经济的关系”，论述了化学科学及其领域在国民经济中的巨大作用，为中国在化学方面制订科技远景规划提供了依据。同时，他还指出，化学研究工作只有与社会主义国民经济的需要紧密结合起来，才能发挥巨大的威力。

20世纪60年代初，为了响应国家大办农业的号召，杨石先受周恩来的委托，放弃了从事几十年的药物化学研究，带领大家大规模地展开了农药化学研究。1958年，毛泽东主席到南开大学视察了杨石先主持创办的“敌百虫”和“马拉硫磷”两个农药车间，并对他的工作给予了很高的评价。

杨石先和科研同仁经过数以百计的实验，最终开辟了中国自主研发农药的新道路。他们先后研制出了杀虫剂（久效磷、螟铃畏），除草剂（除草剂一号、燕麦敌、除草剂十六号），杀菌剂（灭锈一号、叶枯净、克菌壮），植物生长调节剂（7104、矮健素）等多种新农药。1966年，他们研制的三种有机磷农药获得国家一等奖。

杨石先摘录农药资料卡片10余万张，发表学术论文97篇，负责主编、撰写了一系列关于有机农药化学方面的著作，同时主持、编辑了《世界农药进展》等期刊。

1957年11月，杨石先以专家顾问的身份参加了中国科学技术访苏代表团。在访问中，他发现元素有机化学是一门新兴的学科，是有机化学的最新分支，虽然发展时间不长，却显示了强大的生命力。杨石先认为，元素有机化学将在国民经济和国防建设上发挥巨大作用，同时还将有助于解决化学上的一些理论问题，如分子中的原子相互作用、反应机理、键的构造和分子性质、双重反应性能、互变异构平衡、单键共轭概念等等。回国后，杨石先在国家有关领导部门的支持下，系统地开展了元素有机化学研究。他对有机化合物的互变异构现象、水解动力学、有机磷离子交换剂、有机磷化学的反应机理，特别是对有机磷化合物的化学结构和生理性能关系等理论极为重视。在他的领导下，一批从事这方面研究的人员，积累了大量的数据，总结出科学的规律性。

1962年，杨石先以国家科委化学专业组组长和农药、农械专业组副组长的身份参加了中国十年科学技术规划会。同年，他又一次受周恩来总理的委托，筹建了中国高等学校第一个研究机构——南开大学元素有机化学研究所。继有机磷化学研究后，杨石先又带领大家开展了有机氟、有机硅、有机硼、金属有机化学等新领域的研究工作，填补了中国化学学科中一个又一个的空白。

1978年，在全国科学大会上，由杨石先主持的元素有机所有“叶枯净”等8项研究成果受到了大会的表彰。同时，杨石先获得先进工作者称号。元素有机所研制的8种除草剂、杀菌剂、杀虫剂均已进入应用生产阶段，而“胺草磷”成果则又一次把农药研制工作推向新的水平。

1978年该研究所有10项成果获全国科学大会奖。

截至1985年2月，杨石先摘录农药资料卡片10余万张，发表学术论文97篇，负责主编、撰写了一系列有关有机磷化学、有机农药化学方面的著作，他还主持编辑了《世界农药进展》等期刊。

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1923年杨石先开始执教于南开大学化学系，他不仅讲授《无机化学》、《有机化学》、《高等有机化学》、《药物化学》，并且亲自指导学生实验，还到南开中学兼化学课。杨石先一贯重视实验教学。他认为良好的实验技术是科研人员必要的素质。任何理论和假设都必须通过实验来加以验证。因此他对实验操作非常严格，要求学生装置仪器横平竖直，仔细认真地观察反应，整洁、正确地记录，爱护和珍惜仪器、药品。

杨石先重视学生的品德教育，认为品德不好的人在学术上也是不会有很高成就的，更不可能对国家和人民做出大的贡献。他鼓励学生在特定的领域内发展成材，做一个品德高尚，努力为祖国争光的人。

杨石先认为“办好一个大学，主要体现在学生的质量上，而提高教育质量，必须首先提高教师的水平”。20世纪40年代末，他从美国回国任教时，就聘请了一批在中国国外已经学成或即将进修完的中国学者中的有机化学、无机化学、物理化学、分析化学、高分子化学诸方面的专家、教授来南开大学任教，为南开大学化学系的发展、壮大奠定了良好的基础。同时邀请了一批物理、生物方面的专家，加强了其它系科的教育力量。在“文化大革命”十年浩劫之后，杨石先鉴于中国国内科技水平与世界先进科技水平差距拉大的事实，首先要求教师结合教学和科研逐步提高自己的业务水平。同时对现有的教师队伍采取在职学习、脱产进修和出国培养等多种方式。经过两三年的努力，大部分讲师的业务能力达到指导研究生的水平，青年教师能胜任日常教学、科研的基础工作。其次他鼓励有基础的老教师多招研究生，他自己就招了20来名研究生，积极培养年轻的后备力量。他把在“文化大革命”中被迫调出化学系和元素所的十几名业务骨干重新调回来。他亲自与欧美、日本、澳大利亚等国的大学建立校际合作关系，邀请具有真才实学的中国国外知名科学家和学者来校兼职培养研究生或讲学。

截至1985年2月，杨石先培养选送出国的就有200多人，其中有物理学家、诺贝尔奖金获得者杨振宁和李政道等人，在中国科学院的学部委员中就有13人曾得益于他的教诲。

在20世纪40年代，一位年轻的教师给他写信，求教公费留美问题。杨石先回了一封长达十几页的信，从选择学校、导师、课程、乃至行装、旅程、礼节等都给予了详尽的指导。

在20世纪40年代，杨石先发现陈天池不但业务、思想品德好，而且有一定的组织能力，就送他出国深造。1950年陈天池回国不久，就成了杨石先的得力助手，施展出他卓越的组织才华，协助杨石先主持南开大学元素有机研究所的工作，深孚众望。不幸“文化大革命”期间，被迫害致死。杨石先得知后，拍案顿足，老泪横流，大声谴责：“毁灭人才！”。

有一位中年科技骨干，原在一个专业不对口的单位工作，杨石先了解到该人基础知识扎实，能查阅多种外文资料，于是费尽周折地将她调来。在杨石先的培养下，这位女同志短短几年中在业务上取得多项成果，多次出席国际会议。

杨石先是中国久负盛名的化学家、教育家，是教育救国的伟大实践者，是中国现代化学的奠基人，中国农药化学的奠基人。他长期担任南开大学校长，是新中国南开大学的开创者，他60多年矢志不渝，把全部心血倾注于祖国科学事业和高等教育事业的发展，做出了卓越的贡献。杨石先学识渊博，教泽广布，著述等身，为中国的教育和科学事业发展做出了卓越的贡献，并精辟地提出了“繁荣经济，发展学科”的理念。他那正直无私，以国家的需要为己任的态度，他那学而不厌，诲人不倦的精神，他那春风育人的品德永远值得后人学习。（南开大学评）

为了纪念杨石先教授，鼓励更多化学学子脱颖而出，1987年由杨石先家属及南开大学元素有机化学所部分教师捐款设立了杨石先奖学金。2014年，李正名院士将自己获得的天津市科技重大成就奖奖金50万元全部赠予杨石先奖学金。2017年杨石先奖学金又获南开校友集体捐助。

2005年，南开大学为纪念原校长杨石先先生而设立“杨石先讲座”，旨在继承和发扬杨石先先生的精神和遗愿，发展南开化学学科，为科教事业和经济社会发展多作贡献，受聘者均为著名化学家。

2009年4月，南开大学设立“杨石先班”，旨在以著名化学家和教育家杨石先的卓越成就和人格魅力，鼓励学子们继承并发扬勤奋、求实、创新、奉献的学术风范，传承南开精神，力促全面发展。

2015年5月，话剧《杨石先》在南开大学举行首演，同年11月，在天津大剧院面向社会进行公演。

2017年1月7日，在杨石先先生诞辰120周年之际，南开大学举办系列纪念活动，追忆杨石先先生不平凡的一生，缅怀他的光辉业绩，继承发扬他的教育思想、科学精神、爱国情怀和高尚品格。