1946年6月，理学院师生随学校复员回沪后，学系虽有所扩充，但受内战影响，经费匮乏，校舍局促。加之政局动荡，学潮迭起，办学环境每况日下。学院虽于风雨飘摇中勉力维持，但复兴之志终难付诸现实。政权鼎革后，暨南大学暂时停办，理学院师生亦星散四方。
一 办学规模的扩充
抗战胜利后，国民政府计划将暨南大学永久校址定在南京，故暨大返沪仅为暂时之计。复员上海后，暨南大学百废待兴。学校原存的图书仪器及教学设备，损失惨重，所剩无几。为适应教学急需，复员之初亦根据学校能力，多方筹措。理学院师生在学校支持下，尽力筹措，图书仪器渐复旧观，教学工作已趋正轨。
与此同时，学校院系规模渐次扩充。理学院，先是增设人类学系并设置大学先修班。1947年8月，教育部核准历史地理学系分为历史学系（隶属文学院）和地理学系（隶属理学院）；数理学系分成天文数学系和物理学系。这样，理学院学系增至5个，分别是天文数学系、物理学系、化学系、地理学系、人类学系，规模之宏，为建院以来前所未有。
在师资力量上，理学院汇集了一批名教授，不少皆当时学界一时之选。他们的讲学为人，给学生们留下了深刻的印象。
复员回沪时期的学生活动异常丰富，学生各类社团如雨后春笋般涌现。其中原因，固然在于这一时期政局动荡，学生反内战、反饥饿运动的蓬勃兴起，另一方面也与暨大学生思想活跃、爱好广泛的传统有关。当时理学院甚为活跃的学生社团有化学学会、理学院同学会等。这些学会除组织学术活动外，还积极参与爱国民主运动，反抗国民党政权专制独裁、发动内战的反动行径。当时就读于人类学系的胡晓肇记述了1947年参与“反饥饿、反迫害、反内战”大游行的情景：
1947年5月19日早饭后，同学们打出了“反饥饿、反迫害、反内战”的大幅标题，从四面八方向操场集中，曹震东同学和我在一起，走到了游行队伍的中间。我们参加的是“要饭队”，我们手持着“反对物价飞涨”、“我们要饭吃”的小旗，有的手捧饭碗竹筷叮叮当当地敲着，喊着口号，随着游行队伍出发了。队伍走到了四川北路，两旁便出现了无数国民党警察。走到浙江路口，国民党反动骑警出现了，他们骑着高头大马，在队伍里横冲直撞，妄图把游行队伍驱散。游行的同学，有的用手持彩旗竹竿猛抽马背，有的用手持的饭碗向马背猛砸，骑警则用马鞭鞭打学生。正在这时，复旦大学、上海法学院、同济大学的游行队伍也沿着四川路汇合过来，学生队伍越来越壮大，大家高喊着“反饥饿、反迫害、反内战”的口号，高唱《团结就是力量》的战歌，向明显孤立的骑警冲去。骑警们胆怯了，冲破学生的重围向八仙桥撤退，同学们紧追不舍。到了八仙桥广场，一看，国民党反动军警在那里摆出了包围的架势，无数的警察、骑警、宪兵、消防车，还有捕人的“飞行堡垒”严阵以待。一场混战开始了，敌人用高压水龙头冲学生，用马鞭、皮带、枪托殴打学生，学生则用游行用的旗杆饭碗砸反动军警。混战一阵后，游行队伍的指挥生怕手无寸铁的学生长此下去会吃大亏，连忙动员大家返校。
在当时众多的爱国民主运动中，由化学学会发起的1948年春季“游杭事件”尤为突出。时为化学系学生、中共地下党员的徐乐义详细回顾了这起爱国民主运动的前因后果：
我（徐乐义）是1947年秋考入暨南大学化学系的。我在中学时参加地下党，1946年底在党领导的上海市学生联合会联络部工作。学联曾经是公开的组织，后形势紧张后转入地下，我考入暨大后党的关系仍在学联。
进校以后，与商学院国际贸易系的陈启懋同学在暨大上海东体育会路的一院住校上课，陈和我都是上海南洋模范中学的1947届毕业生，我是由他发展参加共产党的。当他见我也进暨大后，和我说，暨大的地下组织在1947年夏因国民党校方趁暑假学生离校之际，开除了二百学生，把绝大部分在学生运动中表现积极的地下党员和积极分子都开除了。同时派进了但家瑞、田干吾等一批反动学生打手，控制学生。党的力量和活动严重削弱，需要从一年级新生中发展力量，要我把党的关系从学联转到暨大。在化学系，总共近二十人的一年级新生中只有我一个地下党员，这样我就把关系转入暨南大学。陈启懋是支部委员，由他和我联系。后来和化学系两位高年级的党员王宗恕、王宗义编在一起活动。我们首先发起组织了化学系同学会，这是当时暨大唯一的由地下党组织领导的学生组织，我作为一年级学生代表，选入化学学会，为理事会理事。
1948年春假前，上海地下学联布置各大、中学校的学生会发动学生去杭州“春游”，通过春游活动在同学中开展宣传教育和组织工作。暨大党支部决定以化学会的名义组织这个活动，由于化学会是新组织的，又是组织同学去旅游，反动的校方和特务不便禁止，所以化学会公开通告，请同学们报名，全校的地下党员、积极分子发动同学纷纷前来报名参加，共有近三百人于4月初（与前文日期有冲突？）集体去杭州活动。
暨大的特务秘密跟踪去杭州春游的暨大学生，于春假后即发动针对进步学生的迫害。首先贴出大字报说春游活动是共产党组织的，是为了策应共军在五月的渡江等。大字报上点了几个组织的名，其中有我的，大字报是贴在食堂的。地下党支部研究认为这是敌人迫害的开始，决定予以反击，由党员、积极分子去二院张贴反驳的大字报，特务头子打手田干吾来撕大字报，引起一场冲突。敌人势大，多数同学害怕，我们发动罢课没有成功。意识到敌人要向我们进攻，全校已笼罩在白色恐怖中，群众不敢向我们靠拢。党支部决定把二院的党员、积极分子集中到敌人力量相对薄弱的一院，继续与反动校方周旋。经过一天一夜的组织与研究，4月8日下午，我们有近二十人到学校训导处与特务文振汉谈判，要校方保障同学的安全。下午三四点钟，突然从校外开来二三辆吉普车，跳下一批打手，与一院特务会合，冲进训导处抓人、打人。我在混乱中跳窗而出，在打斗中，郑景渠、崔惟洁等被打伤后遭国民党逮捕，那天下午在我们住的206寝室，王宗义等在搞油印传单时，被特务抓走，这就是暨大的“四八春游”事件。
我逃出暨大后到了交大，地下党组织决定让我离开上海到安徽皖西根据地，当时暨大校方正式给我家长去函，称开除了我的学籍。
1949年1月，淮海、平津战役结束，中国人民解放军取得决定性胜利，战事随即南移，京沪震动，国民政府行政院指令长江沿线各重要机构着手疏散事宜。暨南大学得国民政府教育部特许，准予迁移台湾。得知迁校的消息后，刘大杰等教授秘密会商，召开国立暨南大学教授会成立大会，通过了4项重要决议：（1）在任何情形下，暨大决不迁校；（2）从速保释历次被捕之同学；（3）请学校当局保障本校员生之安全；（4）推举代表与复旦、交通、同济各大学组织国立大学教授联谊会。
暨大教授会成立后，即与中共领导或影响下的学生进步组织密切合作，开展了反破坏、反迁校、团结护校的运动，最终迫使国民党当局将暨大迁台的计划流产。
6月24日，上海市文管会副主任韦悫等前往暨大接管，学校师生1000余人举行了盛大的欢迎接管大会。
7月，《解放日报》刊出六大任务，暨南大学学生立刻群起响应。理学院学生提出口号，张贴标语，倡导合并，迅即得到大部分学生和部分教师的支持。一时间，主张暨大合并之声不绝于耳，渐成气候，暨大合并已是大势所趋。15日起，理学院部分学生提出转学读工程专业，并着手进行有关合并的调查工作。其中数理系有学生希望到交大读工科，愿从一年级读起；天文数学系学生6人致函校务委员会要求转入机械工程系、纺织系、化工系等专业就读。
7月22日，理学院教授陈炳相提出取消人类学系，改为生物学系。随后，人类学系留校的6名学生致函校务委员会，坚决要求转系并取消人类学系。文、法、商3院学生亦酝酿合并到复旦，而地理学系则主张并入南京中央大学。
经过一段时间的酝酿后，8月20日，上海市军事管制委员会发表军教字第一号命令，将暨南大学恢复为华侨高级学府，原有文、法、商及理学院分别并入复旦及交通大学。合并命令发布后，除文、法、商3学院并入复旦大学，理学院并入交通大学外，地理学系并入南京大学（前身为中央大学），人类学系并入浙江大学。9月9日，全部学生迁出，前往各自学校就读，所有学籍转移手续亦迅即办妥。国立暨南大学理学院在办学20年后暂时停办。
1951年6月4日，华东教育部派员到校正式宣布中央教育部处理暨大问题的决定，着令暨南大学暂时停办。随后，校务委员会动员留校教职员工赶办移交工作，至7月13日，所有财产清点工作完成，暨大所存之文卷档案、仪器、家具及91850册图书全部移交给华东教育部保存处理。该年夏，暨南大学正式停办。