По окончании войны Гейзенберг активно участвовал в восстановлении немецкой науки. Он совершил несколько важных открытий, однако так и не смог вновь достичь своего довоенного уровня. До середины 1950-х годов почти вся деятельность ученого была связана с научной политикой. Он написал сборник исторических заметок, в которых объяснил, почему участвовал в войне, а также стал автором нескольких книг по науке и философии.
Заключенные Фарм-холла в январе 1946 года вернулись в Германию и столкнулись с послевоенными проблемами: в стране не хватало еды и топлива, жилые дома и инфраструктура были разрушены, возникали перебои с подачей воды и электричества. В 1949 году американская, британская и французская оккупационные зоны были объединены в Федеративную Республику Германия, а советская зона стала называться Германской Демократической Республикой. В это время Гейзенбергу было 44 года. К нему поступали предложения о работе из университетов Великобритании и США, которые он отклонял. Вскоре после возвращения в Германию ученый написал жене:
«Я понимаю, что на несколько ближайших десятилетий Америка станет центром мировой науки, и условия для работы в Германии будут намного хуже, чем там… Со своей стороны, в ближайшие годы я хочу пытаться способствовать восстановлению немецкой науки, и если в это не будут слишком вмешиваться политики, мы сможем хотя бы отчасти достичь интеллектуальной активности 20-х годов».
Иными словами, Гейзенберг вновь проявил чувство долга, которое в прошлом заставило его остаться в Германии, несмотря на неблагоприятную политическую обстановку Ученый посвятил остаток жизни развитию немецкой науки и сыграл важную роль в ее восстановлении. Он писал книги и статьи о науке и философии, мемуары и исторические заметки, путешествовал и выступал на конференциях, среди которых следует отметить цикл лекций в Сент-Эндрюсском университете в Шотландии зимой 1955/1956 года, посвященный философским проблемам современной физики. По итогам этих лекций была написана книга «Физика и философия», интерес к которой не угасает и сегодня.
Великобритания выступала за скорейшее восстановление мирной жизни в Германии. Гёттинген благодаря богатым университетским и научным традициям казался британцам идеальным местом для перезапуска немецкой науки. В городе, помимо университета, в то время находилось примерно 30 институтов Общества кайзера Вильгельма, которое с 1911 года курировало все научные исследования в Германии. Эта организация была преобразована в Общество Макса Планка – сеть исследовательских институтов, предоставляющую средства на проведение передовых исследований в различных областях науки выдающимся ученым всех стран. Гейзенберг возглавил в Гёттингене Институт физики и астрофизики Общества Макса Планка, а в 1958 году перебрался в Мюнхен, где начал работу по развитию местного института.
В 1951 году было основано Немецкое научно-исследовательское общество, которое финансировало разработки и налаживало связи с промышленностью, университетами и техническими школами. Гейзенберг был избран членом руководящего комитета и президентом комиссии по ядерным исследованиям. Деятельность в этой области была достаточно ограниченной: союзники запретили в Германии все работы в сфере прикладной ядерной физики, а также исследования радиоактивных изотопов и эксперименты с элементарными частицами. Гейзенберг полагал, что ядерные реакторы и ускорители смогут подтолкнуть развитие немецкой физики, а она станет локомотивом всей экономики страны. Ему удалось убедить в этом канцлера Аденауэра (Гейзенберг в течение многих лет был его советником по научным вопросам). Запрет ядерных исследований был полностью снят в 1954 году. Двумя годами позже была создана Комиссия по атомной энергии.