1973年，卢嘉锡在国际上最早提出固氮酶活性中心网兜模型，之后又提出过渡金属原子簇化合物“自兜”合成中的“元件组装”设想等问题，为我国化学模拟生物固氮等研究跻身世界前列做出了重要贡献。他先后在国内外发表多篇重要论文，为我国培养了大批优秀科技人才。1978年，他以台湾省代表团团长的身份参加了全国科学大会。1979年被授予全国劳动模范称号。他曾任中国化学会理事长、中国科协副主席。他于1984年当选为欧洲科学文艺文法学院名誉院士，1987年获伦敦城市大学名誉科学博士学位，同年获比利时皇家科学院外籍院士称号。由于在结构化学研究中的杰出成就，1999年获何梁何利科学成就奖。

　　1981年，卢嘉锡当选为中国科学院院长，领导中国科学院进行了一系列重大改革。1987年从院长岗位上退下后，任中国科学院特邀顾问、主席团名誉主席。1985年当选为第三世界科学院院士，并曾任第三世界科学院理事会理事、副院长等职。他还先后担任第八届全国人大常委会副委员长，第七、九届全国政协副主席，中国农工民主党中央主席、名誉主席，中国和平统一促进会会长，欧美同学会会长等职。

　　2001年6月4日，卢嘉锡因病在福州逝世，终年86岁。

　　卢嘉锡一生为发展祖国的科学教育事业，为坚持和完善人民代表大会制度、坚持和完善中国共产党领导的多党合作和政治协商制度、巩固和发展爱国统一战线、促进祖国的统一大业，作出了杰出的贡献。我们将永远怀念他。