1949年9月，回到了刚刚解放的浙江杭州，应聘到浙江大学物理系任副教授，不久被任命为浙江大学副教务长。

1951年夏，加入了中国共产党。

1955年初，奉调到北京大学，并由周总理亲自批示，任命为物理研究室主任，负责筹建和领导物理研究室的工作，并先后担任北京大学技术物理系党总支书记、北京大学党委委员。

1956年，培养出中国第一批核物理与放射化学的专门人才。

1958年，物理研究室扩建为原子能系，后又更名为技术物理系，胡济民担任首任系主任直至1986年，在此期间，他还兼任技术物理系党总支书记、北大党委委员等职。

1980年，当选为中国科学院学部委员（院士）。

1998年9月9日，在北京逝世，终年79岁。

胡济民对具有非中心力成分的核力问题作了系统研究，并取得多项重要成果。在重离子核反应机制方面，提出了“准复合核模型”，在原子核裂变、原子核集体运动和宏观模型方面取得了较高水平的研究成果。

胡济民在二十世纪五十年代中期倡导开展核聚变和等离子体物理的研究，为中国在这一领域做了开创性的工作。二十世纪七十年代，正当重离子核物理成为核科学研究前沿课题时，他就从理论上探索合成超重核的可能性，并提出了重离子核反应要经过中间阶段的“准复合核模型”。二十世纪七十年代中期，他关心、支持中国核数据编评和核数据库的建立工作，并亲自领导和参加裂变核数据计算和裂变机制的研究工作，他首创的多维裂变布朗运动模型取得了重要成果。进入二十世纪八十年代，他在比较、分析已有核模型基础上，提出了新的原子核宏观模型，并应用于研究原子核的性质取得了新的进展。到了二十世纪九十年代，他又在高自旋超形变态研究领域，发展了原子核的振动与转动模型，为核结构研究作出了新的贡献。

根据2016年10月南通市科学技术协会网站显示，胡济民主编出版了《原子核理论》《原子核的宏观模型》《原子核裂变物理》等专著。

胡济民一直在教学第一线，他亲自授课、指导研究生。他既主讲《普通物理》《理论力学》《量子力学》等基础课，也讲授《原子核物理》《等离子体物理》和《原子核理论》等专业课。还为全校新开设的公共选修课《人类生存发展与核科学》讲授了第一堂课。他还经常给大学生、研究生和科技人员作核科学报告与讲座，介绍核科学的最新进展和自己研究成果。

1955年春，胡济民奉调到北京筹建和主持中国第一个专门培养原子能科技干部的物理研究室，担任室主任。1958年该室改为北京大学技术物理系，一直到1986年，胡济民都担任该系系主任（文化大革命期间除外），并承担教学工作，带领培养了博士和硕士生多人。

胡济民编著的教材《原子核理论》第一版获工业部优秀教材特等奖和全国优秀教材国家优秀奖，修订版又获教育部和国家级两项科技进步奖。

1980年胡济民当选为中国科学院院士。

胡济民父亲胡兆沂先生早年曾留学日本学法律，辛亥革命前曾在山东作过几年法官，辛亥革命后在北京或上海当律师。

胡济民女儿是北京大学化学与分子工程学院胡少文教授。

少年胡济民爱好广泛，喜爱体育运动。其中，打乒乓球是他的拿手好戏。他和几位同学一起发起成立了乒乓球俱乐部，定期组织比赛，切磋球艺。受姐姐的影响，胡济民也喜欢文学。

胡济民对学生严格要求、循循善诱，言传身教、鼓励学生为发展核科学与原子能事业作贡献。胡济民在原子核理论方面精深的学术造诣、丰硕的科研成果和他长期从教的丰富经验，凝结成重要的教材和科技专著，为中国的核科学留下了宝贵的财富。（南通市科学技术协会评）

胡济民是一位德高望重、科研教学成绩卓著的核科学家与教育家。半个世纪以来，他把自己的毕生精力，无私地奉献给中国的核科技事业与教育事业，为中国核工业的创建与核科学的发展做出了杰出的贡献。（北京大学物理学院评）

为纪念胡济民先生，缅怀他在开创中国核物理、核聚变科学和教育事业方面做出的杰出贡献，1999年—2000年前后，由北京大学技术物理系和中国核物理学会发起，联合中国国内几个核科技主要单位，在北京大学设立了“胡济民教育科学基金”。基金本金来自核工业总公司、核工业西南物理研究院、北京大学技术物理系、北京大学重离子物理研究所、中国原子能研究院物理研究所、中科院近代物理研究所、中科院高能物理研究所、中国工程物理研究院核物理与化学研究所等。基金用于资助“胡济民教育科学奖”。该奖的目的是鼓励为发展中国核物理与核聚变事业、在基础研究和应用研究方面做出突出贡献的青年科教工作者和研究生。按照《胡济民教育科学奖章程》，该奖项每三年评选一次，在全国核物理大会上宣布评选结果并发奖。

2019年是北京大学技术物理系主要创始人胡济民诞辰一百周年。1月18日下午在北京大学中关新园科学报告厅举行了“胡济民先生诞辰一百周年纪念会”，共同缅怀胡济民先生的光辉业绩，学习先生热爱祖国的高尚品格，弘扬其对科学和教育事业满腔热忱的精神。