回國後，黃翠芬和丈夫周廷衝一起來到山東醫學院。建國初期的條件極為困難，黃翠芬憑著一股拚勁，建立起山東醫學院微生物學教研室及實驗室，並主編了教材《細菌學》。不久，抗美援朝戰爭打響，黃翠芬捐出《細菌學》的全部稿酬。“解放祖國我們沒有流血，建設祖國我們要多流汗。”這是黃翠芬說過的話。
1954年，黃翠芬和周廷衝雙雙調入軍事醫學科學院工作。由於研究任務的特殊性，許多研究成果不能公開，論文不能發表，著作不能公開出版。她無怨言，把個人的熱情和智慧全部交給了祖國母親。在軍事醫學科學院，她開創了國家和軍隊微生物研究領域的新天地，為我國遺傳學和基因工程研究做出了重大貢獻。
1959年國慶大閱兵，黃翠芬戴著她的第一枚軍功章被邀請到天安門觀禮。1984年，63歲的她獲得全國科技進步一等獎，中央軍委授予她“模範科學工作者”稱號。1999年國慶大閱兵，78歲的黃翠芬已是兩個國家科技進步一等獎和3個軍隊科技進步一等獎獲得者。2009年國慶大閱兵，88歲的黃翠芬又一次站在了觀禮台上。
在這些輝煌成就的背後，黃翠芬也經曆了許多磨難和挫折。“文革”中，丈夫周廷衝被打成“反動學術權威”，發配到西北放羊，黃翠芬也因“海外關係複雜”受到審查，一家六口天各一方。但戰友們從未聽到她一句怨言。
兒女們曾經問她：“那時你後悔過嗎？”回答是：“無怨無悔。”幾十年後也還有年輕人問她：當年您為什麽要回國？她很幹脆地回答說：“回國是不需要理由的，不回國才需要理由。”
感言：
九十載滄桑磨礪，六十載忠誠奉獻。燭已燃盡，光芒永存。黃翠芬與黨同齡，懷著一名軍人對祖國的愛，對科學事業的忠誠，攀上醫學微生物學、分子遺傳學研究的高峰，留給科學界、戰友、同事、學生和親人無盡的思念。一次次光榮參加國慶觀禮，用忠誠和奉獻接受祖國檢閱。
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