陈裕光留美期间，见到美国社会对华人的歧视，义愤填膺，于是写下了“热血横飞恨满腔，汉儿发愿建新邦”的诗句，表达了他的振兴国家，发奋自强的强烈责任感。民国初期，“教育救国”的学说曾风行于当时的知识界，陈裕光深受影响，认为“科学救国”，不重视人才的培养，便是一句空话。要使国家富强，必须重视教育，建立起一支庞大的知识分子队伍，于是他立志从事教育工作。
陈裕光在美国期间，就被预聘为北京师范大学教授。1922年夏，他获得有机化学博士学位后，本着“教育救国”的抱负回国任教。曾任北京师范大学教务长、化学系主任，主讲有机化学，兼任学校评议会主席。他曾积极参加中华教育改进社科普工作，负责科学教育的研究，主持编译柯威和史罗荪的《科学与世界改造》一书（由商务印书馆出版），他还曾两次担任代理校长职务，在此期间，曾与蔡元培、范源濂、马叙伦、陶行知等教育家交流和切磋，使他在高等教育和师范教育方面的工作更有成效。
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