竺可桢是享有盛誉的科学大师，他的的学术水平和道德人格都可以说到了有口皆碑的地步，以致于有人称其为“伟人”，并说“竺可桢是本世纪在中国科学家中最值得敬仰的大师，这样的伟大人物100年中也不过七、八个人”（《纪念竺可桢先生诞辰120周年文集》气象出版社2010第44-45页）。
1936年初，浙大校长出缺。有人向蒋介石推荐竺可桢接任。竺可桢在与蒋面谈后，几经考虑，同意接任。在随后的十三年里，浙大成为了中国最著名的大学之一，同时也成为了有名的“民主堡垒”。在这段时间，他被诱迫加入国民党，后又被列名为中央委员。
临近解放，尽管国民党方面许以优渥的条件，但竺可桢最终还是拒绝了蒋介石去台湾的邀请。他潜居上海，不期而遇了正在上海指挥将国库中的金条运往台湾的蒋经国。蒋经国以其父名义请他赶紧赴台，竺可桢婉言相却。
上海解放第三天，竺可桢在日记中写道：“解放军之来，人民如久旱之望云霓，希望能苦干到底，不要如国民党之腐化。科学对于建设极为重要，希望共产党能重视之。”随后的现实没有让竺可桢失望。刚解放，他就被推上了当时被认为全国科学事业最高机关——中国科学院的领导岗位上，担任了负责自然科学的副院长。
自从1949年9月在第一届中国人民政治协商会议上他第一次见到了毛主席以后，此后他又多次受到毛主席的接见和宴请交谈。中央领导和中科院党组的信任和尊重，使他为领导重建一批新的研究机构起到了无可替代的作用。到1956年初，研究机构从建院初期的16个发展到44个。经过自然科学评奖，中科院已经涌现出一批具有相当水平的理论研究成果。同时，竺可桢的科研事业进入了一个新的旺盛时期。他在实践中认识到，只有在中国共产党领导下，中国科学事业才有灿烂辉煌的明天。
1958年10月27日，竺可桢在中关村陪同毛主席参观中国科学院科技成果展览会。竺可桢在日记中记下了这次参观的过程，在每行字的下面都用了下划线。这是竺可桢38年日记中唯一的一次。
1961年1月21日下午，包括竺可桢在内的中科院四位科学家受邀，到中南海怀仁堂给毛主席、周总理以及刘少奇等中央领导人作科学方面的报告。竺可桢主讲生物学、地学和农学方面的问题。“四位科学家共讲四个半小时。毛泽东提议今后每月可组织两次这样的科学报告，对大家都有好处。”（《毛泽东年谱》（1949-1976）第二卷第516页）。
竺可桢在1958年6月提出了加入中国共产党的要求，1962年正式加入了中国共产党。
入党后，竺可桢在工作中更自觉地贯彻党的方针政策。中央提出以农业为基础的国民经济总方针以后，他就率先研究与农业生产密切相关的气候问题。1963年8月，在青岛修养期间，竺可桢写就《论我国气候的几个特点及其与粮食作物生产的关系》一文。一直关注科学的毛主席，在国家科委编印的内部刊物《科学研究动态》274期上读到此文，立即引起兴趣。他决定请竺可桢来谈谈这个问题。
1964年2月6日，毛主席请竺可桢，还有李四光和钱学森前往中南海菊香书屋谈话。菊香书屋中有一间是毛主席的卧室兼书房。除了屋内的书柜外，宽大的木床的四周也摆满了各种书籍。毛主席长期以来就有在床上看书的习惯，床上的书籍也往往是毛主席最关注问题的书籍。毛主席可以在床上很方便地从四周取到所需的书籍。与竺可桢一起参加这次谈话的李四光后来回忆：“主席知识渊博，通晓古今中外许多科学的情况，对冰川、气候等科学问题，了解得透彻入微。在他的卧室里，甚至在他的床上，摆满了许多经典著作和科学书籍，谈到哪儿就随手翻到哪儿。谈的范围很广，天南海北，海阔天空。”
竺可桢除了在当天日记中记下了这次谈话的情形外，次日的日记中又提到了这次谈话：“昨天所讲可以看出：一是关于农业八字宪法，毛主席以为‘水、肥、土、密、保、种、工、管’八字宪法在农业方面照顾尚有缺点，应加‘光和气’(日光和气候)。”“昨天和毛主席谈后，今日写了封信给他老人家，并送他《历史时代世界气候的波动》和《物候学》各一本，因他老人家昨天曾问：‘你们有什么著作？’交与沈文雄(竺可桢的秘书)由院送去。”
竺可桢从这次谈话中受到鼓舞。毛主席对气候变化的情况的详细询问以及对未来气候发展趋势的关注，使竺可桢在此后几年潜心于历史气候变迁的研究。他决意要在过去研究的基础上，进一步汇集资料，集以往三、四十年的深思，进一步深入研究我国历史气候变迁问题。并计划在1966年列入个人工作的重点。有过去相关的科学积累为基础，有当时世界各国对于气候异常引发的对气候问题的普遍关注，又有毛主席在这方面的鼓励，竺可桢在这个领域里的深入研究能够取得震动国内外学术界的成果，也就成为了顺理成章的事。
1972年4月17日，竺可桢对《中国近五千年来气候变迁的初步研究》一文作了最后修改，交《考古学报》发表。在此后几个月里，在校稿过程中又进行了一些修改。1972年9月10日，他在日记中写道：“晚间又重复改了气候变迁文稿，为最后一次，可称为毕生之作。”嗣后该文共刊印了11种版本，除中文的几种版本外，尚有英、德、法、日、阿拉伯和世界语文种。这篇无论在思想上还是方法上都具有创新的科学论文一经发表，便在全世界引起了很大反响。
竺可桢从1917年开始记日记，但保存下来的是1936年到1974年2月6日他去世前一天的日记（有个别日子没有记）。这长达38年之久的心路历程，不仅让人们看到一个真实而丰满的竺可桢，同时还以一种独特的方式折射出20世纪中国政治、社会、文化的发展历程。
在他的日记中，“毛主席”是出现得最多的词汇之一。毛主席参加的任何活动，他都会把在广播（有电视后也有电视播放）中听到的，在会议上传达的，在报纸上读到的内容写到日记中。他一直坚持学习毛泽东著作，学习的心得体会也是他日记中的内容之一。例如在1958年的5月8日、9日和10日三天的日记中，都有他学习毛主席的《论持久战》的记载。在学习中，他对毛主席的“政治是不流血的战争”“战争要靠政治动员才能胜利”等论述感触尤其深。
晚年的竺可桢对毛主席愈加崇敬。他深深感受到了新中国取得的巨大进步，认为这种成就的取得要归功于毛主席的领导。虽然他看到或听到当时城乡物质匮乏的种种情况、也了解到文革中发生的一些内乱现象等，并在日记中都有所记载。但总的来说，他坚信形势是大好的。这一方面是来自于他亲身经历过新旧两个中国的体会。例如，1970年3月7日是他的80岁生日，他在日记中提到了他兄弟姊妹六人，有四人在旧社会不到40岁就去世了，他和一个姊姊活到了80岁，他称“这是毛主席和共产党卫生政策‘防重于治’之赐。国内鼠疫、伤寒、天花等病几乎绝迹，这不可不为是世界一个大事。”他还比较了当时和苏联的物资供应，感觉到“我们也幸福得多了，只是单从福利着想。”另一方面，他从海外来访的客人（有时一个月中科院要接待11批来访的外宾）的反应中也深刻感觉到了这一点。例如，他在1972年12月4日的日记中提到诺贝尔奖得主李政道回国后感到国家变化之大的“感动”；在1973年10月17日的日记中写到了美籍华裔女科学家吴健雄“到祖国后最强烈的印象是人人奋发图强”；6月16日，美籍中国学者观光团“对中国日益强大觉得荣幸”、“骄傲”，“我们发射原子弹，美国人觉得中国人真了不起”；7月24日，英国华人学者“说农村变动之大惊人，由于人民公社穷乡僻壤也有电灯”，等等。
中国现代科学家（第一组），影写版，全套枚数4，全套面值0.68元，发行机构邮电部，志编号J149，整版枚数50(5×10)，全套售价0.68元，印制机构北京邮票厂，设计者邹建军，发行日期，1988年4月28日，4-1 地质学家李四光，4-2 气象、地理学家竺可桢，4-3 物理学家吴有训，4-4 数学家华罗庚。由此可见，竺可桢的学术地位和贡献。
更重要的是，与科学终生结缘的他，强烈地感受到了新中国科技事业的取得的辉煌成就。他在1968年2月9日的日记中写道：“……十八年中，毛主席的英明领导，科学技术进步之速，前所未有，大不同于解放以前，现在我们能够自己制造所需要的仪器，能够培养高级科技人才，能够有信心解决一切疑难问题，科学真正在我国落地生根，这是解放以前所梦想不到的，而在十八年内统统做到了”。
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