回国后，李正名时常在闲谈中提起自己在美国遭受到的一些歧视。而从耶鲁大学获得博士学位的杨石先总是开导他说，一些人歧视中国是因为我们国家太落后了，我们必须要把教育和科学搞上去，这样才能在国际上得到尊重。

　　从1954年开始，教育部试点研究生制度，李正名师从杨石先，成为新中国第一批研究生。至今，李正名依旧珍惜地保存着他的南开大学研究生毕业证书，毕业证号为001。

　　1962年，南开大学建立了全国高校中第一个化学专业研究机构——元素有机化学研究所。杨石先任所长，李正名也进入该所工作。起初，他跟着苏联专家做有机磷化学的纯学术研究，后来杨老提议让他转向农药研究，因为他认为这是具有应用前景的学科。

　　这一次转向奠定了李正名一辈子的研究方向。从那时起，杨石先所提出的“化学应为发展学科、繁荣经济作出贡献” 、“化学要为中国的经济繁荣、学术发展作出更大的贡献”的理念开始在他心中扎根。

　　1982年，李正名结束在美国农业研究中心的访问研究，打算继续在美国做博士后，杨石先却催促他“马上回来”。他赶回来才得知，杨先生希望自己接任元素有机化学研究所所长。

　　杨石先接连3次找到李正名谈话，希望他担任所长，都被婉拒。第三次，他把李正名叫到家中气愤地说：“元素有机化学研究所用我一生心血建立的，现在让你承担你却不愿意！”那是李正名与老师相识30年里第一次见他发脾气，只好从命。

　　后来，李正名当了十几年的所长。行政领导还要管人事、分房、晋升之类等问题，处理起来非常棘手。他把别人的休息时间用于做科研。

　　杨老病重期间，还专门把李正名叫到家中，让他看哪些书需要，可以取走。

　　1985年杨石先去世，其子女找到时任所长的李正名，提出根据杨老生前遗愿，将他的全部存款作为特殊党费交给组织，并希望将他的骨灰撒在南开大学马蹄湖畔，以寄托他对南开的深厚感情。考虑到杨石先子女的生活负担，李正名与研究所支部书记商量后，婉拒了杨家的捐款请求。

　　1987年，为了纪念这位教育家、化学家，鼓励青年学子，杨石先的子女还是捐资20万元设立了奖学金，化学学院多位教师又陆续捐赠了40余万元注入其中。

　　老师虽然去世了，李正名仍然沿着他开拓的道路走了下去。这些年里，在国家自然科学奖、技术发明奖和科技进步奖三大奖项的历史上，都留下过李正名的名字。他在南开大学创办起了农药国家工程研究中心。

　　几十年来，他常常深入农村，和农民一起蹲在田间地头，查看土壤、水源，了解庄稼的长势，为的就是不让自己的农药研究与农民脱节。

　　不少大学老师只关注基础理论，发表论文就“万事大吉”，李正名却把大量时间放在技术创新和创新成果转化上，他认为“只有经过实践的反复检验，才能保证科技成果真正能够为我国农业现代化服务”。

　　“李先生是一个没有私心的人，他总是教育我们，科研要具有实用性，要服务于国家社会发展。科研经费不许浪费，因为那是国家的钱，来自人民。”李正名的博士生华学文说。

　　华学文说，自己的“先生”与其他研究生的“老板”有很大不同。李先生不会给学生很强的科研压力，完全信任大家自主学习的能力。不仅如此，他还经常提醒同学们，不能老在实验室里待着，要多出去运动，吃饭要荤素搭配、注意营养，有时还关心大家的生活问题，关注大家是否谈恋爱。

　　李正名有个理念，认为导师不能把学生单纯地看作科研的劳动力，更应该视学生为子女。他反对学生在学校死读书、闷头做实验，而是鼓励学生去做义工、当志愿者，接触各类人和事，培养自己的社会属性。

　　在研究团队，李正名给每一位师生都分配了任务，从管理化学试剂到打扫实验室，每个人的任务都不相同，为的是培养团队成员团队精神与为他人服务的意识。