江隆基走了“阳关道”，在北大，周培源失去了党内知音，只得小心翼翼地走自己的“独木桥”。
虽说周培源与江隆基并无深厚的私谊，但他们在数年的共事中，互相尊重，惺惺相惜，彼此间，合作愉快，灵犀相通。他走了，在北大不仅仅失去了一个主事者，而是被抛弃了一个传统和一种风范，他心中失去了一根沉稳的主心骨，一种失落感油然而生。他非党内人士，缺少党内政治斗争经验，雾里看花，难睹真容。更多的困惑与迷茫在心头升起，今后，同事之中，何人可以请益？
北大的微观政治变化，并没有动摇他对宏观政治的认定。他真诚地相信共产党虔诚地效忠于毛泽东主席，对周恩来总理、陈毅副总理等中央领导人心怀钦佩与感激。党中央亦深知周培源，对他信任有加，把他视为国内屈指可数的几个科学界、教育界的代表人物之一，不断地委以重任。因而，这几年来，他的出访活动有增无减，社会职务愈来愈多，社会影响也越来越大。1957年，由全国科联推派出席在芬兰赫尔辛基召开的世界科协第五届代表大会，为首席代表，并任名誉秘书；作为发起人之一，年年参加以反对核武器、保卫世界和平会议为宗旨在“帕格沃什”会议；1958年下半年，先后担任中国科学技术协会书记处书记，九三学社第五届中央委员会副主席兼组织部长；1959年4月，任中国人民政治协商会议第三届全国政协常务委员……。
作为重要统战人物，北京市委统战部批示北大党委接受周培源的申请，研究解决他的入党问题。北大党委接受了市委的意见，同意吸收他入党，并报请北京市委批准。北京市委将他和北京师范大学校长陈垣一起，作为重要统战对象，报请党中央批准。在得到批复以后，于1959年2月5日，周培源与段学复、黄昆等人一起加入了中国共产党。
周培源在北大加入党组织，并非一帆风顺。他在数年前，即向校办党支部提出了入党申请，赶上党课，只要能够腾出时间，他必定赶去听课，且每次都坐在第一排，并认真地记笔记。他还遵照规定，向支部有关人员做思想汇报。经过长期的“考验”和“培养”以后，根据北大党委的授意，支部开始讨论周培源的入党问题。
支部讨论了两次，均未予通过。
原因有二：
一、周培源贩卖古画，有严重的资产阶级名利思想。
二、周培源一次出国期间，家里依然领取了粮票。
事实是，广州博物馆借走了周家的藏画明代画家林良的《雪景双鹰图》用以展览，展后不愿归还，以1500元价格强征强买，这便是周培源“贩卖古画”的由来。这个问题，在文革期间，亦成为聂元梓们毁损周培源人格人品的重磅炸弹。所谓粮票问题，是有关人员一次偶然的差错，与周家无关，更是无稽之谈。
后人看待这件事，想必当作一个笑话。不过，我们由此可以看到当时党风之纯，眼里不揉一粒砂子。只是，如此纯洁，水至清则无鱼，难免不出现后来无休止的斗争与批判，知识分子身上总要比无产者多一些知识附着物，他们若要加入党组织，成为党的人，需要经受何等样子的改造与修炼！？
经校党委的工作与个人的解释申辩，周培源终 于加入了中国共产党，成为中共预备党员。多年的夙愿成为现实，周培源能不高兴？只是，入了党，并不意味着“船靠码头人到岸”，知识分子思想改造的任务并未完成。作为一个知识分子，尤其是从事专业工作的知识分子，倘要前进，必须在自己的身份证上盖上“思想改造”的印章，否则将被视为另类。
小楼昨夜又东风，思想不堪无尽改造中。依然是改造，改造，思想改造何时是个了？
3月，在九三学社全国宣传工作会议上，周培源作为知识分子思想转变的典型，作了题为《对思想改造的体会》的长篇发言，系统地回顾自身的思想改造历程，对自己解放前的历史和自己的家庭出身，进行否定与批判，表示今后要积极参加阶级斗争，深入劳动人民群众，增强劳动人民的思想感情，坚决服从党的领导。“总的一句话，我今后一定在伟大的党的教育和培养下，要进一步要求自己进行不断的自我革命，要依靠同志们的热情帮助，加速改造自己成为党的驯服工具，名符其实的工人阶级知识分子和光荣的共产党员，为实现人类的最高理想——共产主义，而贡献出我的一切力量。”
以周培源入党和这篇讲话为标志，周培源以10年左右时间，3600多个日日夜夜，完成了一个自由主义知识分子到“党的驯服工具”的转变。这种转变不是发生在青少年身上，而是在知天命年间的成年人身上；不是发生在一个无知无识人的身上，而是在一个受过中西方系统教育，在立脚点很深的有科学造诣的人身上。其“思想改造”的威力不可谓不巨大，共产主义的精神感召不可谓不神奇。中国共产党和毛主席此时在广大群众和知识分子中享有多么崇高的威望！
周培源是虔诚的，他的同辈朋友之中，不乏同样虔诚者，彻底否定自我的金岳霖且不说，他的儿女亲家（如枚的公公）梁思成的思想改造言论更令人叹为观止。请看1959年19期《中国青年》杂志上刊登的梁思成的文章《一个知识分子的十年》：
“十年前我以一个资产阶级官僚家庭出身在的‘洋专家’，怀着一颗好奇的心开始接触到中国共产党，今天我却以感激和振奋的心情，欢欣鼓舞地迎接我们人民共和国十周年的伟大节日。我衷心感谢亲爱的党。但我同时也深刻地意识到，我从旧社会带来的思想残余还很多，必须不断地改造自己。这样就使我又想起我在北戴河海滨休养，晒得身上脱了皮，肤色红润，因此联系到自己思想改造而写的一首诗：
十年教诲沐东风，
东方红日暖融融。
旧皮还须层层剥，
身心才会真透红。”
唉，知识分子原罪难恕，思想改造，红透专深，何时才能剥完这张旧皮？
尽管周培源并不熟谙政治，只是以一颗真诚之心紧随时代。但对于他熟知的教学科研，则常常坚持己见。学校搞运动，炼钢铁，学生下乡下厂，正常的教学科研受到冲击，他呕心沥血筹建的风洞实验室长期被弃置一旁，他很不理解，也颇有意见。由于受到大跃进超英赶美的影响，有人提出要把北大办成“太学”，理科学制定为6年，学生毕业后相当于英美的博士水平，不但超过了英、美；也超过了苏联。周培源对此激进的主张很不赞同，态度明朗地投了反对票。他认为大学课程的设置应为学生今后的工作打下坚实的基础，根据国内外经验，尤其是我们自己的办学经验，还是以4年为好。少数学生毕业后愿意继续深造，可以进研究院学习，但对大多数学生来说，大学期间学习研究院课程毫无必要。他还认为，也并不是每个系都能开得出6年的课程。博士不只是靠读几本书，关键在于做博士论文。
他的意见，后来被实践证明是正确的。在那些年间，学生的许多时间都耗费在各种政治运动和劳动锻炼之中，真正读书时间根本不足6年。一些专业无力开设6年课程，只好让学生提前毕业。文革之后，北大的学制终于恢复到4年。此时，党委制以党治校，校党委直接包揽北大的教学，作为副校长的周培源，并不能成为学校大政方针的重要决策人物，他的意见，犹如轻风吹过，未名湖水微动涟漪，但很快便了无痕迹。自然，他想起了江隆基，江隆基相信他、尊重他，他在北大有职有权，他们常常能够想到一起，说到一起，并且说了就办，心情十分畅快。然而，今非昔比，往事如水，流向远方。
他的迷茫与忧虑与日俱增。