1948年末，国民党政府预感到失败命运临近，一些要员纷纷飞往台湾。他们动员一些专家学者一起前往。虽然苏步青对共产党不甚了解，但经过考虑，还是决定留在大陆。
1949年春，中共地下党以“中共杭州市工委”的名义，给苏步青送了贺年片，贺年片上有“毛泽东”的署名。苏步青看后心头一震，深深感到了共产党对他的信任和期望。
五年后的1954年，作为全国政协委员苏步青，他在第二届全国政治协商委员会上第一次见到毛主席。当时，全场响起“毛主席万岁”的口号声。毛主席则高呼：“同志们万岁！”这种热烈场面使苏步青感到无比激动。他想：我这个在旧社会教了近20年的教书匠，今天也能在大会上聆听毛主席的讲话，简直是不敢想象的啊！
此时苏步青已经由浙大调到上海复旦大学两年了。1955年底，他作为一行9人的中国科学代表团访问日本。回国时，他和另一位成员是乘船回到上海的。此前，毛主席在杭州接见了先回国的七位代表团成员。1月10日，毛主席由杭州抵达上海，下午六时，在上海苏联展览馆同上海各界人士及党内高级干部共七十多人座谈并共进晚餐。此前毛主席提出要补行接见苏步青等两人，苏步青因此参加了座谈会，并由老市长陈毅介绍给毛主席。
毛主席接见苏步青
毛主席握住苏步青的手说：“我们欢迎数学，社会主义需要数学。”苏步青后来回忆：“听到毛主席这样重视数学，看重数学工作者，我心中有说不出的激动。”“在毛主席身边聆听教导，他的一言一行给我留下深刻的印象，感到十分亲切。那天毛主席和大家在一起，谈笑风生，毫无拘束，这对我的教育意义实在太大了。虽然接见时间不太长，但对我的后半生影响极大，明确了为党为人民服务的前进方向，也在各种风浪中起到了辨别是非，永远跟党走的作用。”
毛主席的接见，给了他巨大的鼓励，觉得有用不完的劲。他加快步伐，向微分几何领域的深度和广度进军。1956年，他获得了新中国第一次颁发的国家科学奖。几本学术专著也在几年内陆续出版。他从自己的经历中领悟到：没有中国共产党就没有新中国，只有社会主义才能发展中国。1959年3月，他加入了中国共产党。
1961年五一节前夕，苏步青和周谷城、谈家桢、周信芳等人在上海见到了毛主席。在这次会见中，他讲得少，听得多，而且听的是与他自己专业无关的话题。但他同样感到收获很大。
当时毛主席与同在复旦大学执教的生物学家谈家桢谈得比较多。毛主席鼓励谈家桢“要大胆地把遗传学搞上去。”苏步青后来回忆：“这次接见，使我进一步了解到毛主席胸怀宽广，善于发表自己的见解，特别是把学术研究和政治问题分开来对待，这就有力地支持了学术讨论的开展。虽然这里讲的是遗传学，但对其它科学的研究，‘双百’方针当然也是适用的。”
毛主席的接见，激发了他学习《毛泽东选集》的热情。通过认真学习，他对毛泽东思想有了比较系统的认识，坚定了共产主义信仰。后来在文革中受到严重的不公正的对待。但一直没有削弱他对党和国家前途的信心。
1968年下半年，在毛主席的干预下，苏步青等八位专家学者得以“解放”。苏步青明白是“毛主席救了我的生命。从那以后，我就下决心，余生之年，一定要为党为中国的社会主义事业鞠躬尽瘁，为人民服务”
苏步青与其得意门生，图中从右至左分别为：苏步青、谷超豪、李大潜
因此，尽管他被“解放”后仍时常遭到批斗，但他利用一切时间如饥似渴地研读数学，特别是当时外国朋友寄来的数学书，写下了10万多字的笔记。“这些资料对我后来的研究和指导研究生学习，都有很大帮助。”苏步青还翻译了马克思的《数学手稿》，并结合《资本论》的学习来进行思考，他认为，“马克思讲过，任何一门科学只有用了数学，才能成为精确的科学。他讲得很对”。
1972年，已经70岁的他，每天早上5点起床出发，换三次车，到上海江南造船厂去接受“批判”、“改造”和“再教育”。尽管在工厂也遇到了一些不愉快的经历，但他又很快通过数学这个桥梁和工人、技术人员建立了密切的关系。他得知工厂的员工对纯数学兴趣不大，更希望能解决工作上的实际问题时，决定从纯数学转到数学实用上来。“我认为这个转变是非常必要的，而且还得抓紧。”在苏步青的主导下，结合工人、技术人员的实践经验，终于解决了当时工厂的一个大难题“船体放样”。
他后来回忆：“在毛主席多次接见中，我受到教育最深的一点，是经过长期的锻炼和学习，逐步把毛主席关于为人民服务的思想融化在行动之中。”“这些是在争取加入共产党的过程中，以及在此后的一段时间内逐渐树立起来的。‘文革’期间，我有幸与工人相处3年之久，在江南造船厂进行船体放样的革新中获得成功，科研成果获得全国科学大会奖。这件事也引发我，把数学科学运用到四个现代化建设之中，计算几何成功的应用就是一例。”
在作学术报告的苏步青，右边的杨振宁在恭敬聆听
1974年，他重登讲坛。当时的工农兵学员，水平参差不齐。为了给他们打下良好的基础，苏步青付出了大量的心血。当有学生问“听说您见过毛主席”时，他立即利用这样的机会教育学生：“是毛主席接见我，接见过4次。.主席对数学十分关心，要我们超过世界先进水平。赶先进，首先要打好基础。你们的基础实在太差了！毛主席说要好好学习，天天向上，你们应该努力学习，国家需要大量的知识青年。”学生们受到了很大的教育，感叹道：“苏老这些随口漫谈，看似用意不深，但每句话都力透纸背，可谓语重心长！”
1978年他出任复旦大学校长后，迅速使复旦走上正轨，在短时间内取得了很大成绩。1982年，他退居二线，并于1988年当选为全国政协副主席。
晚年苏步青
苏步青回忆这段历程时说：“在我退居二线之后，毛泽东思想继续指引我前进。”“想想我之所以有今天，完全是共产党、毛泽东思想培育的结果。”“毛泽东主席虽然已经离开我们，但是毛主席的教导我将永远牢记心间，他的思想永放光芒，将继续指导我在社会主义的光辉大道上走完人生路程。”
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