盛彤笙在實際工作中顯現出來的組織領導才能和周密幹練的工作作風，又使習仲勳對他更為信任和器重。1954年，鑒於大西北經濟建設中科研工作是個薄弱環節，在中國科學院建議下，西北行政委員會醞釀成立中國科學院西北分院，時任中共中央宣傳部部長兼政務院文教委副主任的習仲勳批示“在西北設立科學院分院，是配合國家經濟建設的一項重要措施，是很需要的”，並親自點將盛彤笙負責籌建工作。1954年7月，西北大區撤銷，中國科學院西北分院籌備委員會在西安成立，陝西省委第一書記張德生兼任籌備委員會主任委員，西北農學院院長辛樹幟兼任第一副主任委員，盛彤笙調任第二副主任委員。習仲勳對張德生說：“籌委會由你掛帥，具體工作放手由我們的大學問家來做。”1956年5月，籌委會從西安遷至蘭州，籌委會主任委員改由甘肅省委第一書記張仲良兼任，盛彤笙就任第一副主任委員。
1957年“反右”中，盛彤笙因言獲罪，被打成右派分子，在北京的中科院和蘭州的中科院西北分院、西北畜牧獸醫學院等處接受批判。落難之際，有人推波助瀾，有人落井下石，更多的人為之惋惜，卻都愛莫能助。但世界上總有主持正義的人在，總有說公道話的人在。據盛彤笙的家人回憶，聶榮臻元帥得知盛彤笙的有關情況後，也深表惋惜。他的老上級，已調任中共中央宣傳部部長、國務院秘書長的習仲勳憑著對盛彤笙的了解，憑著他的仁厚宅心，專門給甘肅省委書記張仲良打電話說：“對盛彤笙這樣一個大學問家，一個不可多得的人才，是不是可在言論上從嚴批判，組織處理從寬，就不要戴右派帽子了！你給他戴上帽子，叫人家以後咋樣工作嘛？全國有幾個這樣的人嘛？”張仲良回答說：“盛彤笙不戴右派帽子，就沒有可戴帽子的人，哪怕我不當書記，也要給他戴上！”平心而論，張仲良與盛彤笙之間一開始關係還是不錯的，張也很看重盛彤笙的才學和人品，曾多次到他的寓所登門拜望，促膝長談。但後來在工作上多次意見相左，自然心中芥蒂叢生。據張仲良後來說，按他當時的想法，是要整一下盛彤笙“這個書呆子”桀驁不馴的脾氣，並不是要置他於死地，準備兩三年再將帽子摘掉。但政治生活豈是兒戲，一旦既成事實，就不是他所能左右得了的，帽子戴上去容易，想摘下來就難了。最終盛彤笙還是戴上了“右派”帽子，跌入了人生的穀底。但盛彤笙對習仲勳仗義執言出麵保護之事一直感恩在心，每每向家人提及，都告誡後人不要忘記習主席當年的患難真情。
其後的1962年，習仲勳也遭遇劫難，關押、受審達16年之久。但是，甘肅的人民沒有忘記西北局的這位老主席，“文革”後期，一些老部下去探望他，其中有一位蘭州中獸醫研究所的科研人員，當習仲勳得知她畢業於西北畜牧獸醫學院時，非常興奮地說：“這個學校我太清楚了，我去過這個學校，是大學問家盛彤笙辦的，在西北解決了不少問題。”時隔近30多年的時光，“大學問家盛彤笙”、“西北畜牧獸醫學院”還留在他的記憶中，人們不僅讚歎他的驚人記憶，更感歎他對盛彤笙印象之深。
粉碎“四人幫”，推翻了一切不實之詞後，習仲勳又重新出來為黨工作。1978年調任廣東省委第一書記、廣東省省長，後任中共十二屆中央政治局委員、書記處書記，第五、第七屆全國人大常委會副委員長等職，為我國的改革開放事業作出了傑出貢獻。2002年習仲勳謝世，享年89歲。他在盛彤笙身上體現出來的那種胸懷坦蕩、公道正派，尊重知識、珍惜人才、實事求是、寬厚待人的大政治家氣度，永遠令人敬仰。