Чорна сторінка в історію радянської науки була вписана в 1948 р., коли після горезвісної IV сесії ВАСГНІЛ розпочався розгром генетики. Абсурдні ідеї академіка Лисенка про відсутність законів спадковості та необмежені можливості виховання у тваринництві та рослинництві були підтримані владою. Кампанія боротьби з генетикою — «продажною дівкою імперіалізму» — відбувалась під керівництвом партійних органів і розглядалася ними як складова частина боротьби проти буржуазної ідеології. Вона прокотилася по всій країні і завдала непоправної шкоди біологічним наукам, особливо генетиці. Розгром перспективного наукового напрямку здійснювався руками самих учених, які з різних причин підтримали ідеї Лисенка і цькували своїх колег. За сім років лисенківщини радянська генетика, яка наприкінці 40-х років займала передові позиції в світі, була відкинута далеко назад, і головне, це негативно позначилося на практиці — загальмувалася й селекційна робота.
Реабілітація генетики відбулася лише в другій половині 50-х років. Були реабілітовані й безвинно постраждалі вчені. І. М. Поляков з 1955 р. працював заступником директора, а з 1962 по 1973 р. директором Українського НДІ рослинництва, селекції та генетики ім. В. Я. Юр'єва. Е. Є. Уманського в 1953 р. призначено директором НДІ біології Харківського університету.
В історії науки повоєнні роки посідають особливе місце. Суперечливість наукового поступу обумовлювалася державною політикою, яка забезпечувала нечуваний злет одних наук, розгром інших і непрості умови розвитку для третіх. Ідеологічні кампанії були характерною прикметою часу. Вони спрямовувалися на боротьбу з генетикою та кібернетикою, з націоналізмом та космополітизмом та ін. Кампанія по боротьбі з антипатріотизмом найбільшого розмаху в Харкові набула у 1945 — 1949 роках. Вона мала певні об'єктивні причини і торкнулася, головним чином, вузівської науки. У результаті цілий ряд викладачів було звинувачено у «низькопоклонстві» перед Заходом: професора університету Семенова-Зусера за книгу «Скіфська проблема у вітчизняній науці», професора автошляхового інституту Васильєва за зневажливі відгуки про вітчизняне автомобілебудування й вихваляння заводів Англії та ін. Таким чином приверталась увага до розвитку і здобутків радянської науки.
Отже, незважаючи на певні проблеми політичного та економічного характеру, Харків швидко відродився як один із найбільших наукових центрів країни, зробив вагомий внесок у відбудову і реконструкцію народного господарства і продовжував нарощувати свій науковий потенціал.
Розвиток науки у середині 50 – на початку 90-х років
Друга половина 50-х — 60-і роки — кульмінаційний момент радянської епохи. Саме в цей період були досягнуті небувалі успіхи у розвитку науки, культури, освіти, інших сферах громадського життя. Підкорення космосу і отримання штучних алмазів, приборкання атомної енергії і досягнення наднизьких температур.
Харків залишався провідним центром освіти і науки. У кінці 70-х років у місті працювало 170 наукових установ, у тому числі 55 науково-дослідних та 48 проектних інститутів, 36 конструкторських та технологічних бюро. Кожна п'ята наукова установа і кожний сьомий учений України працювали в цей час у Харкові.
З Харківським університетом пов'язане ім'я видатного вченого-астронома, Героя Соціалістичної Праці, заслуженого діяча науки СРСР, академіка М. П. Барабашова. Серед багатьох його праць та відкриттів — перший «Атлас зворотного боку Місяця» (1960), в якому він виступив як редактор і один з авторів. Цей епізод знайшов своє відображення у мемуарах Л. І. Брежнєва «Космічний Жовтень». Конструкторське бюро академіка С. П. Корольова отримало сотню пляшок шампанського: «Виявилося, що якийсь винороб у Парижі посперечався зі своїми приятелями, що люди ніколи не зможуть побачити «потилицю» Місяця, Пройшло всього кілька місяців, і наша станція успішно завершила обліт Місяця, сфотографувала ту ж таки «потилицю». Незабаром вийшов і перший «Атлас зворотного боку Місяця». Француз дотримав свого слова й надіслав на адресу Академії наук СРСР 100 пляшок шампанського». Ім'я М. П. Барабашова присвоєно кратеру на Марсі, а Президія АН України заснувала премію його імені. Усього співробітники обсерваторії ХНУ присвоїли імена більш як 20 космічним об'єктам.
З 1960 р. директором Фізико-технічного інституту низьких температур АН України став видатний радянський фізик академік АН УРСР Б. І. Вєркін.
Завдяки його працям та роботі його колег у СРСР були отримані високочисті зразки металів, розроблені оригінальні прилади кріогенної електроніки. Б. І. Вєркін — один із засновників низькотемпературного та вакуумного матеріалознавства. Ім'я лауреата Державної премії СРСР та Державної премії УРСР Б. І. Вєркіна присвоєно (у 1990 р.) Фізико-технічному інституту низьких температур НАН України.
З 1947 р. з Харківським університетом, а з 1960 р. і з Фізико-технічним інститутом низьких температур пов'язане ім'я видатного математика, академіка НАН України та академіка АН СРСР, лауреата Ленінської премії, Державної премії СРСР та Державної премії УРСР, Міжнародної премії ім. М. І. Лобачевського, премії ім. М. М. Крилова — О. В. Погорєлова. Йому належать фундаментальні праці в галузі геометрії. У 1971 р. він розв'язав багатовимірну проблему Мінковського, а в 1974 — четверту проблему Гільберта. З 1978 р. був головою Харківського наукового центру АН України.
Видатним фахівцем у галузі патогенезу, діагностики, лікування та профілактики серцево-судинних захворювань була Герой Соціалістичної Праці академік АН України Л. Т. Мала. За ЇЇ ініціативою у 1986 р. на базі Харківської філії науково-дослідного інституту кардіології був створений відомий в Україні і за її межами своїми досягненнями Науково-дослідний інститут терапії.
Провідним ученим у галузі радіотехніки, електроніки та автоматики був двічі Герой Соціалістичної Праці, лауреат Ленінської та Державної премій, генеральний директор об'єднання «Електроприлад», академік АН УРСР В. Г. Сергєєв.
Структура харківського наукового центру удосконалювалась, розвивалась усі наступні роки, її характерною рисою була універсальність: вона включала в себе установи технічного природничо-наукового, сільськогосподарського, медичного, гуманітарного профілів.
Таким чином, у Харкові склалась унікальна розгалужена мережа установ, що охоплювала академічну та вузівську, фундаментальну та прикладну науку.
Іншою рисою, яка характеризує становлення Харкова як наукового центру у 50 — 80 роки, є формування інфраструктури, тобто підрозділів, які забезпечували розвиток науки і без яких немислиме її існування. Це — наукові бібліотеки, центри інформації, досліди виробництва, патентні бюро, виставкові комплекси та ін. Була кардинально розширена Державна наукова бібліотека ім. В. Г. Короленка — вона отримала новий 13-поверховий корпус для книгосховища на 4 млн томів та 5-поверховий службово-виробничий корпус. У 1956 р. у Харкові була заснована перша в Україні спеціалізована міська музично-театральна бібліотека ім. К. С. Станіславського. У 1977 р. була створена власна бібліотека для юнацтва Загальнодержавне значення мала Книжкова палата УРСР ім. Івана Федорова, фонд якої налічував до 10 млн примірників. У 70-і роки в місті працювало більше 330 масових бібліотек, фонд яких досягав 6,5 млн примірників книг та журналів.
Головним інститутом галузі став організований у 1956 р. Всесоюзний науково-дослідний інститут організації виробництва та праці чорної металургії. Спочатку як проектно-технологічна організація у 1955 р., а з 60-х років як науково-дослідний інститут почав працювати Всесоюзний науково-дослідний та проектно-конструкторський інститут технології електромашинобудування. Шлях перетворення філій, відділів тощо на самостійні наукові заклади був типовим для Харкова 50 —70-х років, таким чином у 1964 р. був створений інститут ДІПРОХімреактив (Всесоюзний інститут з проектування підприємств хімічних реактивів, препаратів і високочистих речовин), який був організований на базі філії Ленінградського проектного управління державного інституту прикладної хімії. У 1956 р. на 6азі Харківської обласної селекційної станції, яка існувала з 1909 р., та Інституту генетики селекції АН УРСР був створений Український науково-дослідний інститут рослинництва селекції та генетики, тож приклади легко примножити.
Будувалися нові корпуси або реконструювалися приміщення для тих закладів та установ, що продовжували існувати. Зокрема, на початку 50-х років на залишках зруйнованих у роки війни будівель були зведені корпуси гірничого інституту, інституту інженерів залізничного транспорту та ін. На межі 50-60-х років Харківський державний університет було поступово переведено до реконструйованого колишнього Будинку проектів, де і сьогодні розміщуються більшість його факультетів.
У 60 —80-х роках у Харкові виникло чимало нових освітніх та наукових центрів, деякі з тих, що існували раніше, були реорганізовані. У 1960 р. був заснований Інститут низьких температур АН УРСР. У 1963 р. консерваторію й театральний інститут об'єднали у єдиний Інститут мистецтв, якому згодом було присвоєно ім'я І. П. Котляревського. У 1967 р. був відкритий інститут громадського харчування, єдиний на той час ВНЗ подібного профілю, у 1972 р. — Інститут проблем кріобіології і кріомедицини АН УРСР та Інститут проблем машинобудування АН УРСР, а в 1971 р. виник Північно-Східний центр АН УРСР, який ставив на меті організацію комплексних досліджень фундаментальних проблем у галузях природничо-технічних та суспільних наук. У 1964 р. Харківський бібліотечний інститут був реорганізований у Харківський державний інститут культури, а в 1960 р., після злиття зоотехнічного та ветеринарного інститутів, виник Харківський зооветеринарний інститут. З 1986 р. почав своє самостійне існування Харківський інститут фізичної культури (який раніше був філією Київського інституту). На базі гірничо-індустріального інституту, що був переведений до Донбасу, виник Харківський державний інститут радіоелектроніки, якому було присвоєно ім'я академіка М. К. Янгеля.