解放前夕，国民党政府为了收买人心，让薪水极低的研究人员以平价购买了一两黄金。时任中央研究院化学研究所所长的吴学周手里托着一两黄金走进会议室，嘲讽地说：就凭这能救活大家？！

1948年秋天，中研院院长朱家骅到上海动员大家搬到台湾，吴学周“阳奉阴违”，表面遵从，暗地里却不执行，耐心等到上海解放。解放军兵临城下时，国民党军队作困兽之斗，在几个研究所的大楼上架起机关枪和迫击炮。一天深夜吴学周敲响了黄耀曾（后任上海有机化学所研究员、中国科学院学部委员）家大门，喊他们躲进大楼底层，令黄耀曾终身难忘。

与此形成鲜明对比的是，解放初期，工业重地东北急需大批科技人才，尤其是高级人才、领军人才，中科院院长郭沫若对担任中科院上海物理化学所所长的吴学周说：“毛主席提出要建设好东北，你们迁一部分人去那里怎样？”吴学周毫不犹豫地答应了。

据中科院学部委员、中科院长春综合研究所所长武衡回忆，之所以有此提议，主要是考虑到吴学周办事认真，具有很强的组织才能，可担此重任。后来的事实也证明，确实如此。

为了动员一批长期工作生活在南方的科技人员到东北工作，1952年8月，吴学周带领一队人员赴东北考察，深入了解东北对科技的迫切需求，确定了研究所可以有所作为的未来方向。回到上海后，他逐一回复了科研人员关心的问题，消除他们的顾虑，对一些同志存在的实际困难想方设法解决。

吴学周还南下北上，动员了许多化学界的科学人员去东北，可谓劳苦功高。如徐光宪、高小霞院士夫妇就记得吴学周曾去北大拜访他们，并恳切地说：“长春环境艰苦些，条件差些，但为了发展东北的科学事业和适应新中国宏伟建设的需要，让我们一起去努力奋斗吧。”

可惜很多人不愿出关，50年代归国的科学工作者，来上海物理化学所的10多人，而去长春应化所的仅两人。1952年底，吴学周和30多名上海物理化学研究所科技人员带着图书资料、仪器设备等搬迁到长春。

不幸的是，一家人去长春没多久，独自留在上海上学的二女儿，因癫痫病发在洗澡时溺水过世。如此种种困难和不幸，吴学周毫无怨言，全靠自己想办法克服。

不仅在解放初期为东北雪中送炭，吴学周还在这里为新中国的科学事业奋斗终生。在他的领导下，新成立的中科院长春应用化学所在分析化学、高分子化学、电化学等方向做了大量开拓性工作，取得丰硕成果，获得国家奖励。

晚年时他兼任设在北京的中科院环境化学研究所所长一职，因为身患哮喘、肺气肿等病，弟弟劝他离开寒冷的东北、正式调回北京，吴学周表示自己在长春创业20多年，舍不得离开。