改革開放后,國家在計劃生育領域與國際組織開展合作,在北京籌建計劃生育科學研究所(國家衛生計生委科學技術研究所的前身)。任務當前,1978年10月肖碧蓮調職北京,這一年她56歲。從與聯合國人口活動基金、世界衛生組織人類生殖研究特別規劃署談判,到事無巨細創建計劃生育科學研究所,到該所被確定為世衛組織人類生殖研究合作中心,再到生殖健康學科的大發展,她傾注了大量智慧和心血,在北京繼續奮斗了30年。
在此期間,肖碧蓮從緊要處著手,率先在國內建立了放射免疫測定技術的標準化方法和質量控制指標。她所領導的生殖內分泌研究室因此被世衛組織人類生殖研究特別規劃署確定為中國的放免質量控制中心。在此基礎上,對女性生殖生理基線數據進行了測定和分析。此類研究屬于奠基性的工作,很多研究者并不愿意做,而肖碧蓮團隊知難而進,建立了中國婦女5種生殖激素的生理常數,總結出激素變化的規律和高峰平均值。這項研究填補了國內空白,為避孕藥具研發及相關疾病診療提供了科學的基礎。此外,肖碧蓮團隊開展了一系列針對避孕藥具的作用機理與遠期安全性、卵巢功能及其調控的研究,多次獲得科研獎項。從生殖健康大學科的角度,她還開展了輔助生殖實踐,在中國首例試管嬰兒誕生之后不到兩年也獲成功。
20世紀90年代中期,肖碧蓮將緊急避孕的概念引進國內,并組建了“米非司酮降低非意愿妊娠和人工流產的合作研究與開發”臨床研究組,歷時5年完成4項研究課題。其研究成果有效地降低了我國的人工流產率,促進了女性的生殖健康保護。同時,她聯合國際專家對課題研究人員進行臨床研究規范化培訓,確保科研工作真正走上規范化軌道。1994年,肖碧蓮被聘任為中國工程院醫藥與衛生工程學部首批院士之一,1995年獲第二屆中華人口獎之科技獎。她主持的“米非司酮用于緊急避孕、黃體期避孕及催經的研究”榮獲2003年度中華醫學科技獎一等獎、2004年度國家科學技術進步獎二等獎。
肖碧蓮在科研所連任三屆學術委員會主任,1989年被任命為所長,盡管已經超齡,但她在白手起家建所10周年之際擔任所長實屬實至名歸。作為管理者,肖碧蓮非常信任和鼓勵年輕人,在為他們提供更好教育和研究資源方面不遺余力。