這時候的童第周雖然已年近半百了，但新中國的建立使他煥發了青春。從20世紀50年代開始，童第周全力投入了對文昌魚卵的發育規律研究；依據實驗結果童第周對文昌魚的發育能力提出了新的修正意見。由於文昌魚卵的發育在生物進化過程中占重要的地位，因此童第周的觀點又一次引起國際同行的重視。
生物學是一門非常有趣的學問。大千世界中，最多姿多彩的現象就是生命體的各種活動。認識生命體的活動奧秘，尋找生命體的活動規律，是生物學家孜孜以求的。隨著科學研究的深入，對生物基因的進一步認識，生命體活動的奧秘漸漸呈現在世人麵前。實際上，科學家對生命體奧秘的了解隻是個基礎，他們更想利用它、改造它、控製它，甚至神話般地創造它。
到了晚年的童第周並不滿足於已取得的成就，又開始了對生命體研究的最後衝刺。在中國科學院動物研究所，童第周與同事在魚類中開展了細胞核移植工作，以探討細胞核和細胞質的關係。他們將細胞核和細胞質進行雜交，試圖用此方法培養出魚類的新品種。創造出新的魚類品種，就是創造了新的生命體，這可是極其誘人的題目啊。經過一係列的科學實驗，童第周和同事把鯉魚胚胎的細胞核移植到鯽魚的去核卵內，得到了核質雜種魚。通過魚類的核質雜交試驗，他們證明，在細胞核異種的細胞質內，經過多次分裂和複製後，生命體在生理和性質上有了發生變化的可能。這種變化不完全受細胞核控製，也受到了細胞質的影響。
此後，童第周與美國坦普恩大學牛滿江先生合作，做了這樣一個有趣的實驗：他們從鯽魚的卵細胞質內，提取了一種核酸，這種核酸是一種傳遞生命信息的重要物質。此後，他們將這種核酸注射到金魚的受精卵中，培育出了一種既有鯽魚性狀又有金魚性狀的奇怪魚種，最為有意思的是，這種金魚的尾巴由單尾變成了雙尾。有些科學家把這種雙尾金魚稱為“童一牛二氏魚”。這個實驗的成功，使童第周的胚胎實驗學研究又一次走到了世界前列。
童第周擔任了許多行政領導工作，又有不少社會活動，但無論多忙，他都堅持親自動手做科學實驗。到了20世紀70年代，70高齡的童第周患了眼疾，工作起來有很大的困難，大家勸他：“年歲大了，看東西也不方便，坐在一旁說說，指點我們就可以了，不用再親自動手了。”童第周謝謝大家的關心，卻不願做“閑人”。他說：“科研成果是幹出來的，不是說出來的。我不能光說話，我要幹事。”
要幹事，更要抓緊時間幹事，童第周比以前更忙了。工作，學習，寫作，講學，他不顧年老體弱多病，四處奔波，拚命衝刺。1979年3月，他在為浙江省科學大會作報告時，不幸腦血管破裂，倒在了講台上。1979年3月30日，童第周去世了。
但是，作為優秀的科學遺產，童第周的研究成果已經進入人類的知識寶庫；作為一個偉大的科學家，他的科學精神將永遠留在後人的記憶之中。