抗战胜利后，1946 年西南联大宣布结束，北京大学迁回北平，物理系也随之复系，进入恢复时期。

教师们收罗仪器，自编自印讲义，课程设置基本上沿用自西南联大。当时大多数知名学者都在国外，1946年在校的教授只有饶毓泰（兼北大理学院院长）、郑华炽（兼北大教务长）、赵广增、马大猷（兼北大工学院院长）等。至1951 年，随着江安才、张宗燧、胡宁、朱光亚、虞福春等一批知名学者回国任教，北大物理系的教授阵容才逐渐恢复壮大起来。

1949年建国初期强调为国家建设服务，赵广增教授带头开展光谱分析，翁文波教授为毕业班开设地球物理勘探课程。1952年，北大物理系为我国地球物理勘探专业培养了第一批骨干。毕业学生中，后来成为中科院院士的有于敏、刘光鼎、邓锡铭等。