1978年全國科學(xué)大會(huì )召開(kāi)，鄧小平同志提出了“科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力”的著(zhù)名思想。中國科學(xué)院在整頓的基礎上，有條件地將在“文革”中下放到地方的一部分研究機構逐步收回，重新歸屬中國科學(xué)院。1978年6月22日，中國科學(xué)院以科發(fā)計字（78）0896號文，將湖北省植物研究所回歸中國科學(xué)院，定名為中國科學(xué)院武漢植物研究所，屬地市級單位。12月18日中國科學(xué)院以科發(fā)計字（78）2021號文，同意武漢植物園為武漢植物研究所下屬機構，不掛兩塊牌子。 1980年1月16日，為建立健全科研指揮系統，多出成果、快出人才，中國科學(xué)院聘請武漢大學(xué)孫祥鐘教授兼任武漢植物研究所所長(cháng)。
1980年8月12日至11月15日，經(jīng)國務(wù)院批準，由中美兩國植物學(xué)家聯(lián)合進(jìn)行鄂西植物的考察,此次考察由武漢植物研究所主持具體工作。中方參加考察的單位有中國科學(xué)院植物研究所、中國科學(xué)院昆明植物研究所、江蘇省植物研究所、武漢大學(xué)生物系和神農架林區，由孫祥鐘所長(cháng)任考察隊長(cháng)；美方參加考察的專(zhuān)家有加利福尼亞大學(xué)貝克萊分校植物園的巴塞洛繆博士、美國國立樹(shù)木園的達德利博士、哈佛大學(xué)阿諾德樹(shù)木園的斯邦貝博士、卡內基博物館的布福特博士和紐約植物園的魯特尼博士，其中巴塞洛繆博士任美方考察隊隊長(cháng)。鄂西植物科學(xué)考察隊對神農架山脈主要地區的自然地理、植物群落及其生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了綜合考察。
在此期間武漢植物研究所堅持生態(tài)建園的原則，對園區進(jìn)行了新的調整和布局改造，擴建了藥用植物園，新開(kāi)辟了竹園和水生植物區，新建了云津橋、翁薈亭、蓮軒等十幾處景點(diǎn)，開(kāi)展了大規模的引種，充實(shí)增添了園地植物種類(lèi)和品種，園林景觀(guān)舊貌換新顏，一個(gè)生態(tài)型的武漢植物園展現在華中大地。
1981年6月經(jīng)湖北省委宣傳部批準正式成立由34位專(zhuān)家學(xué)者組成的《植物科技論叢》編輯委員會(huì )，孫祥鐘任首屆主編；1983年3月經(jīng)中共湖北省委宣傳部批準正式創(chuàng )刊并將《植物科技論叢》更名為《武漢植物學(xué)研究》，不定期出版，限國內出版發(fā)行。1985年（第3卷）起改為季刊，國內外公開(kāi)發(fā)行。
1983年2月9日中國科學(xué)院生物學(xué)部下發(fā)關(guān)于評議武漢植物研究所的通知。同年9月1日以學(xué)部委員（院士）吳征鎰教授為組長(cháng)的評議小組對武漢植物研究所的工作進(jìn)行了為期6天的綜合評議。評議小組聽(tīng)取了孫祥鐘所長(cháng)的工作報告，經(jīng)過(guò)全面、認真的檢查和評估，確認并指定了武漢植物研究所的方向任務(wù)：在華中地區植物區系研究的基礎上，著(zhù)重進(jìn)行華中地區植物資源的調查、發(fā)掘、利用、保護和經(jīng)濟植物的引種馴化，并逐步開(kāi)展水生植物的研究。并指出今后的科研工作應該強調面向華中，無(wú)論是資源調查、植物分類(lèi)以及植物園的引種馴化等工作，都要注意體現華中地區的特色。
1984年中國科學(xué)院調胡鴻鈞研究員任武漢植物研究所所長(cháng)，隨帶2名碩士研究生，實(shí)現了培養和接收研究生零的突破。1986年7月28日，國務(wù)院學(xué)院委員會(huì )批準武漢植物研究所為第三批植物學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位授予單位；1987年8月6國務(wù)院學(xué)位委員會(huì )以（87）學(xué)位031號文批準我所變更為碩士學(xué)位授予單位；1999年經(jīng)國務(wù)院學(xué)經(jīng)委員會(huì )批準授予武漢植物研究所植物學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位授予點(diǎn)。
1988年研究所全面貫徹落實(shí)“把全院主要力量動(dòng)員和組織到國民經(jīng)濟的主戰場(chǎng)，同時(shí)保持一支精干力量從事基礎研究和技術(shù)創(chuàng )新”的辦院方針和“一院兩制”的辦院模式，圍繞植物資源開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，引入市場(chǎng)機制創(chuàng )辦了不同形式的公司實(shí)體，開(kāi)展科研成果進(jìn)入市場(chǎng)的探索。
20世紀80-90年代，遵循院生物學(xué)部評議確定的學(xué)科方向和注意體現華中地區特色的要求，武漢植物研究所以川東、鄂西、神農架地區為主，根據國家重大工程項目建設（如三峽大壩和南水北調工程）和長(cháng)江經(jīng)濟帶發(fā)展戰略等的需求，積極開(kāi)展了華中地區資源植物和珍稀瀕危植物保護研究和特有經(jīng)濟植物研究，并取得了豐富的研究成果。
管理機構和科研機構幾經(jīng)變化，至1997年的設置為：管理機構含綜合辦公室、人事教育處、科研計劃處、后勤服務(wù)部、財務(wù)科、保衛科；研究機構含植物分類(lèi)生態(tài)研究室、水生植物研究室、經(jīng)濟微藻研究室、資源植物研究室、資源植物開(kāi)發(fā)中心、植物園以及圖書(shū)情報室和《武漢植物學(xué)研究》編輯部。
1998年中國科學(xué)院?jiǎn)?dòng)知識創(chuàng )新工程試點(diǎn)工作，極大地推動(dòng)了武漢植物研究所的改革和發(fā)展進(jìn)程。1999年武漢植物研究所模擬院一期創(chuàng )新試點(diǎn)辦法，進(jìn)行了自費創(chuàng )新的努力，先后在科研、管理、開(kāi)發(fā)、后勤四大系統和植物園進(jìn)行了運行機制改革與學(xué)科調整，為建立與知識創(chuàng )新工程相適應的組織機構、管理體制和運行機制奠定了良好基礎。
