他主張從生產中來，從生產中去，科學為生產服務。科研立題要結合運輸生產需要，並且強調要盡快把科研成果應用到生產上去。要求加強發展研究，安排好中間試驗，及時組織科研成果的審查、鑒定和推廣、形成運輸生產力。他主張對課題進行經濟核算，認為隻有通過經濟核算，才能體現出科研工作投入少、產出高的特點，進一步明確科技在國民經濟發展中的重要作用。
早在上世紀60年代初，他就麵對科技迅速發展這個現實情況，強調職工繼續教育和研究生培養的重要性。組織各種專業訓練班，建立大學生進院摸底考試製度和導師製度，對他們進行有針對性的補課和培養。先後在院內成立了紅專大學、科技學院和教育中心（研究生部）。鐵道科學研究院是國務院批準的首批具有碩士、博士學位授予權的單位。茅以升80歲高齡還親自招收研究生。
茅以升曆任鐵道科學研究院曆屆學術委員會主任，離職後，還兼任院學術委員會名譽主任。他提倡學術民主，主張學術爭鳴。
鐵道科學研究院在茅以升的領導下，經過全院職工的努力，到1980年，全院職工已達3532人，其中科技人員1827人；全院設有10個研究所、1個實驗工廠、1個環形鐵道試驗段；30多年來共取得1800多項研究成果，其中約60%在鐵路運輸生產建設中發揮了作用。鐵道科學研究院現已建成為具有相當規模的鐵道科技研究試驗中心。
造就橋梁工程科技人才
茅以升在修建錢塘江橋時已下決心，要使已組成的橋梁技術班子，在錢塘江橋建設中得到鍛煉，成長壯大，讓他們在祖國的江河上修建各式各樣的大橋。為此，他把錢塘江大橋工地辦成了訓練培養橋梁技術人才的學校。為了給國家培養更多未來的建橋隊伍，在大橋施工期間，每年暑假前還致函國內各工科院校，請他們選派三年級大學生80人來工地參觀實習兩個月，每天上課12小時，其餘時間分派至各工點實習。橋工處不僅供應食宿，熱情接待，還指定專人講解、輔導。茅以升本人也在百忙中抽時間為他們講課。這一創舉，受到各大學的熱烈歡迎。
錢塘江橋工處在完成本身任務之外，為了鍛煉隊伍，還接受一些其他橋的設計任務，如廣州“六二三”橋；福建省峽兜烏龍江橋的測量鑽探、初步設計；為籌建武漢長江大橋，進行了鑽探和橋址比較工作，並做出了建橋計劃書。抗日戰爭勝利後，又提出“武漢大橋計劃草案”。這些工作，雖因經費無著落而無結果，但鍛煉了人才，為以後的建橋者提供了有益的資料。
1941年，唐山交大恢複正常教學以後，他又一次虛席讓賢，自己去開拓新的工作領域，就任交通部橋梁設計工程處處長，開始謀劃抗戰勝利後修複鐵路、修建橋梁等工作。抗日戰爭時期，生活艱苦，很多有誌造橋的工程技術人員，謀生無路。他籌建了橋梁公司，把這些技術人員和原錢塘江橋工處的部分員工，集中到橋梁公司，當時，雖然沒有橋梁設計施工工程，就組織他們學習，研究橋梁的設計和施工，布置橋梁標準設計係列，並搜集參考資料，為武漢長江大橋、上海越江工程及修複遭破壞橋梁等工程準備方案。1946年，茅以升代表上海“越江工程委員會”提出了《上海市越江工程研究報告》，接著又承擔了部分橋梁修複工程，其中包括承辦錢塘江橋正式修複的設計與施工。盡管這些工作無利可圖，卻培養了掌握新技術的人才，對我國的建設有十分重大的戰略意義。
茅以升不顧責難，派人經營商業，以其收入作為這批職員的生活費用。1944年，橋梁公司經濟十分困難瀕於倒閉，茅以升籌劃未來，從培養人才著眼，還毅然送大量人員去美國實習。對出國人員的家屬，照支工資，直到回國。這批留美人員各有專攻，收獲很大，歸國後，大都成為我國大型橋梁建設的前驅和骨幹，在我國建設中發揮了重要作用。