1946年回國，任北京大學教授兼東方語言文學系主任。 1956年當選為中國科學院哲學社會科學部委員。 1978年任北京大學副校長、中國社會科學院與北京大學合辦的南亞研究所所長。 1984年研究所分設，改任北京大學南亞東南亞研究所所長。他先後擔任中國外國文學學會會長、中國南亞學會會長、中國民族古文字學會名譽會長、中國語言學會會長、中國外語教學研究會會長、中國高等教育學會副會長和中國敦煌吐魯番學會會長等。著作已經彙編成《季羨林文集》，共有24卷，內容包括印度古代語言、中印文化關係、印度歷史與文化、中國文化和東方文化、佛教、比較文學與民間文學、糖史、葉火羅文、散文、序跋以及梵文與其他語種文學作品的翻譯。

留學德國是季羨林學術生涯的轉折點。留學德國後，季羨林走上東方學研究道路。 1945年，第二次世界大戰一結束，季羨林就輾轉取道回到闊別10年的祖國懷抱。同年秋，經陳寅恪推薦，季羨林被聘為北京大學教授，創建東方語文系。季羨林回國後，著重研究佛教史和中印文化關係史，發表了一系列富有學術創見的論文。

《浮屠與佛》（1947），揭示梵語Buddha（佛陀）一詞在早期漢譯佛經中譯作“浮屠”是源自一種古代俗語，譯作“佛”則是源自吐火羅語，從而糾正了長期流行的錯誤看法，即認為佛是梵語Buddha（佛陀）一詞的音譯略稱。這裡順便指出，季羨林在1989年又寫了《再論浮屠與佛》，進一步論證漢文音譯“浮屠”源自大夏語。

《論梵文··td的音譯》（1948），揭示漢譯佛經中用來母字譯梵文的頂音·t和·d是經過了·l一個階段，而t· ·>·d>l這種語音轉變現像不屬於梵文，而屬於俗語。因此，依據漢譯佛經中梵文··td的音譯情況，可以將漢譯佛經分為漢至南北朝、南北朝至隋和隋以後三個時期。前期漢譯佛經的原文大半不是梵文，而是俗語或混合梵文；中期的原文也有很多是俗語和混合梵文，但梵文化程度有所進步；後期的原文是純粹的梵文。

季羨林的這兩篇論文在中國佛教史研究領域中別開生面，用比較語言研究方法，令人信服地證明漢譯佛經最初並不是直接譯自梵文，而是轉譯自西域古代語言。季羨林也據此提醒國內運用音譯梵字研究中國古音的音韻學家，在進行“華梵對勘”時，一定要注意原文是不是梵文這個大前提。