黄大年得知消息后，毅然说服家人，辞去职务。2009年底，黄大年作为国家“千人计划”特聘专家，担任母校吉林大学全职教授，并被选为有关地球探测项目的首席科学家。这个项目以吉林大学为中心，组织全国400多位来自高校和科研院所的优秀科技人员，开展“高精度航空重力测量技术”和“深部探测关键仪器装备研制与实验”两个重大项目攻关研究。

2016年，由多位院士专家组成的验收会上，他带领的研究团队经过6年的刻苦攻关，取得的成果入选国家科技创新成就展，与屠呦呦等多位著名科学家的成果并列上榜。

回想一路艰辛，黄大年曾淡然地说：“我是国家培养出来的，只要祖国需要，我必全力以赴。”

骄人成果的背后是艰辛的付出。回国7年，他像陀螺一样不知疲倦地旋转，常常忘了睡觉、忘了吃饭。2016年11月29日凌晨，黄大年又晕倒在出差途中。回到长春，单位强制安排他做了检查，可还没出结果，他又跑去北京出差。

回到长春还没喘口气儿，黄大年就拿到了住院通知：胆管癌，住院治疗。2017年1月8日，黄大年因病医治无效在长春去世，年仅58岁。

黄大年的助手于平发文悼念：已习惯了每次走过文化广场，都抬头望向地质宫五楼那个窗口，通常灯一直会亮到晚上10点以后，甚至更晚。可是从现在起，我再也看不到灯光，因为那个点亮它的人累了，想休息了，而且一狠心给自己放了一个没有期限的长假……

师生们也纷纷发悼文：为了实现伟大强国梦，这个海外赤子满怀激情回来，即使前路艰辛，他也从来没有放弃对国家的忠诚、对事业的追求……

“黄老师总是把国家的事业、民族的事业放在前面。作为黄老师的学生，有责任也有义务把这种爱国情怀和科研精神传递下去。”黄大年的学生周文月说。