1946年3月，从中英科学馆馆长任上卸任，逗留南京、济南、北平、上海等地，经香港回国，旋赴巴黎任联合国教科文组织（UNESCO）自然科学部主任职。1948年辞教科文组织职，返剑桥在中国学者王铃协助下开始了浩瀚工程《中国科学技术史》的撰写工作。
在李约瑟离渝返英时，中国学术界专门为其举办了欢送会，傅斯年在会上深情地说道：李约瑟“来到中国不久就开始在《自然》上写了若干篇短文，报告他观察的结果，描述着中国科学的动态。像这样由一位公认的权威，在一个著名的杂志上表现中国的科学工作，是前所未有的。去年他到莫斯科去参加苏联科学200周年纪念典礼，在那里他又详细而明白地报告了中国的科学工作。
因此他已经做了一年以上中国学术界的一位出色而忠实的代表了”。又说：“同情我们但不了解我们的人，自然是我们的朋友，特别是在艰难困苦的时候；而了解我们但不同情我们的人所说的话是值得我们特别警惕的。然而最可宝贵的是又了解我们而又同情我们的人，尤其是他们的同情是由了解而来的。倪约瑟现在到上海和北平去，然后回到英国。他深信他会回到中国来，但是虽然如此，我们还是感到难过。诚如庄子所说：‘送君者皆自崖而返，君自此远矣。’”（傅斯年《倪约瑟博士欢迎词》，载《战时中国的科学》（二），倪约瑟（JosephNeedham）原著，张仪尊编译，台北，中华文化出版事业委员会1952年11月出版）当时在重庆的中央研究院代理总干事、心理研究所所长汪敬熙说：“这3年内，他在交通困难的情形之下，遍游中国，自西北的敦煌到东南的福州。中国的学术和工业机构他看得极多。他十分了解我们的优势与不足，他很坦白地告诉了我们这一切。当然，除了一些做客的人不便说的话之外。他对于我们的实际帮助是使我们从事科学工作的人永远不忘的。”又说：“他的夫人也是一位生物学家，在民国三十三年年底来到中国帮助他的工作。他的夫人先回英国两个月，现在他也将离开重庆启程回国，我们对于他们的离别，感到十分凄楚。我们觉得我们与他们像是一家人，不愿意他们走。在困难的时候，‘雪中送炭’的友人，是最使人想念的朋友。”（重庆《大公报》，1946年3月7日）
1990年9月4日，李约瑟在第一届福冈亚洲文化奖特别奖受奖纪念讲演会上说道：“1946年，我收到了我的朋友——联合国教科文组织第一任总干事朱利安.赫胥黎的一封电报。电报上写道：“速归，帮助我组建联合国教科文组织自然科学部。”于是我回到巴黎，在这个组织工作了1年又6个月。鲁桂珍后来也在那里工作过9年。
又说：“我原配妻子多萝西.玛丽.莫伊尔.尼达姆（南按：李大斐），于1987年去世，时年91岁。我们共同度过了64年幸福生活。后来，我和鲁桂珍于1989年结婚。结婚仪式是在基兹学院的礼拜堂内，由学院院长同时也是我的导师约翰.斯特德主持举行。那是在仪式结束后举行的三明治午餐会上的话了，两个80开外的人站在一起，或许看上去有些滑稽，但我的座右铭是：“就是迟了也比不做强！”（李约瑟《以广阔的视野思考问题》，曾维才、曹永刚译，载《李约瑟文录》，浙江文艺出版社2004年出版。）
《中国科学技术史》按计划共有七卷，前三卷皆只一册，从第四卷起出现分册。剑桥大学出版社自1954年出版第一卷起，迄今已出齐前四卷，以及第五卷的9个分册、第六卷3个分册和第七卷一个分册。由于写作计划在进行中不断扩大，分册繁多，完稿时间不断被推迟，李约瑟终于未能看到全书出齐的盛况。
1981年9月23日，李约瑟于上海所作题为《〈中国科学技术史〉编写计划的缘起、进展与现状》学术讲演中，在感念王铃的同时，还说过这样的话：“在1957年王铃离开剑桥去澳大利亚时，《中国科学技术史》的第一、二卷业已出版。我认为剑桥大学出版社是值得称道的。当时他们接受的是一项不寻常的任务，知道这部书至少得出七卷，谁知以后竟要出到二十册之多。当时我作为汉学家，也完全默默无闻；人们只知道我是一个生物化学家兼胚胎学家。然而剑桥大学出版社的董事会却具有远见卓识，认为我们的编写计划应当得到支持，而且给了我们这样的支持。”又说：“王静宁去澳大利亚后，我说服了今天在座的鲁桂珍来代替他作为我的助手。当时她已经在巴黎联合国教科文组织的秘书处工作了九年。九年的暌违，使她不太愿意再回到实验室去搞营养科学和生物科学了。我就劝她改行成为医药史、医学科学史和生物科学史的专家。我劝说她来到剑桥，全力投入我们的编写计划，甘苦与共。现在，她是剑桥大学东亚科学史图书馆的副馆长。”
[37]《中国科学技术史》，第一卷导论，李约瑟著，王冰译，科学出版社1990年出版。
[38]在中国，翻译李约瑟《中国科学技术史》的工作，一直受到特殊重视。1964年，周恩来总理曾指示有关部门把这部巨著译成中文出版，中科院即组织力量着手翻译，因“文革”爆发，此项工作未能顺利实现，一直到1975年才由科学出版社分为七册出版了原著的第一卷和第三卷中译本。在此前后，台湾方面在陈立夫主持下也组织翻译并陆续出版了第一卷至第四卷以及第五卷二、三两册的中译本，共14册。1986年12月，由中国科学院与有关部门组织成立了“李约瑟《中国科学技术史》翻译出版委员会”，中国科学院院长卢嘉锡为主任，一大批学术名流担任委员，并有专职人员组成的办公室长期办公。所译之书由科学出版社与上海古籍出版社联合出版，十六开精装，远非“文革”中的平装小本可比拟。所出各卷书目如下：
第一卷导论
李约瑟著，王铃协助；1954
第二卷科学思想史
李约瑟著，王铃协助；1956
第三卷数学、天学和地学
李约瑟著，王铃协助；1959
第四卷物理学及相关技术
第一分册物理学
李约瑟著，王铃协助，罗宾逊（K．G．Robinson）部分特别贡献；1962
第二分册机械工程
李约瑟著，王铃协助；1965
第三分册土木工程和航海（包括水利工程）
李约瑟著，王铃、鲁桂珍协作；1971
第五卷化学及相关技术
第一分册纸和印刷
第二分册炼丹术的发现和发明：点金术和长生术
李约瑟著，鲁桂珍协作；1974
第三分册炼丹术的发现和发明（续）：从长生不老药到合成胰岛素的历史考察
李约瑟著，何丙郁、鲁桂珍协作；1976
第四分册炼丹术的发现和发明（续）：器具、理论和中外比较
李约瑟著，鲁桂珍协作，席文部分贡献；1978
第五分册炼丹术的发现和发明（续）：内丹
李约瑟著，鲁桂珍协作；1983
第六分册军事技术：投射器和攻守城技术
叶山（RobinD．S．Yates）著，石施道（K．Gawlikowski）、
麦克尤恩（E．McEwen）和王铃协作；1995
第七分册火药的史诗
李约瑟著，何丙郁、鲁桂珍、王铃协作；1987
第八分册军事技术：射击武器和骑兵
第九分册纺织技术：纺纱
库恩（DieterKuhn）著；1987
第十分册纺织技术：织布和织机
第十一分册非铁金属冶炼术
第十二分册冶铁和采矿
第十三分册采矿
PeterJ．Golas著；1999
第十四分册盐业、墨、漆、颜料、染料和胶粘剂
第六卷生物学及相关技术
第一分册植物学
李约瑟著，鲁桂珍协作，黄兴宗部分特别贡献；1986
第二分册农业
白馥兰（FrancescaBray）著；1988
第三分册畜牧业、渔业、农产品加工和林业
丹尼尔斯（C．A．Daniels）和孟席斯（N．K．Menzies）著；1996
第四分册园艺和植物技术（植物学续编）
第五分册动物学
第六分册营养学和发酵技术
第七至十分册解剖学、生理学、医学和药学
第七卷社会背景
第一分册初步的思考
第二分册经济结构
哈布斯迈耶（C．Harbsmeier）著；1998
第四分册政治制度与思想体系、总的结论。
[39]《中国科学技术史》第五卷，第七分册，科学出版社、上海古籍出版社2005年出版。
正如李约瑟本人所言，《中国科学技术史》全书的撰写，得到大批学者的协助。其中最主要的协助者是王铃和鲁桂珍，另外有黄盛宗、何丙郁等华人。当然还有一大批海外华裔和外籍学者。据已公布的名单，至少还有R.堪内斯、罗祥朋、汉那一利胥太、柯灵娜、Y.罗宾、K.提太、钱崇训、李廉生、朱济仁、佛兰林、郭籁士、梅太黎、欧翰思、黄简裕、鲍迪克、祁米留斯基、勃鲁、卜正民、麦岱慕等人。