1951年10月，夏培肃夫妇应清华大学校务委员会副主任周培源的邀请回国。满怀建设新中国的热情，他们登上了回国的远洋客轮。回国后夏培肃被安排在清华大学电机系电讯网络研究室任助理研究员、副研究员。
1952年，中国科学院数学研究所所长华罗庚教授提出要在中国研制电子计算机，他在清华大学电机系物色了三位电信和电子学方面的科技人员，刚回国不久、年仅29岁的夏培肃被选中。
夏培肃曾说：“一个人在一生中，常常会有一些改变命运的重要转折点；对于我来说，这个重要的转折点出现在1952年秋天的一个晚上——我第一次谒见华罗庚教授时。”正是这个转折点，使她走上了开拓中国计算技术之路，与中国计算机事业结下了难解的情缘，她也成为我国计算技术的主要开拓者。
1953年年初，我国第一个计算机科研小组成立，小组只有3个人：闵乃大、夏培肃、王传英。当时，国内没有一本叙述电子计算机原理的书，计算机方面的资料奇缺。夏培肃和同行们克服重重困难，一边从图书馆的英文期刊中查找计算机方面的文章，一边还托国外的同学帮助找相关的资料。在他们掌握了计算机的原理后，开始对计算机所需的基本逻辑电路进行实验，初步拟定了中国发展电子计算机的技术路线和轮廓设想。
在逐渐弄明白电子计算机的原理后，为了让更多人知道计算机，夏培肃于1955年开始着手编写讲义。当时计算机的一些基本术语和名词都是英文的，她在编写计算机原理讲义时，反复推敲，将英文专业术语意译为中文。这些讲义在全国一直沿用至今。
不仅如此，1956年3月，夏培肃创办了一个计算机原理讲习班，讲授电子计算机的基本原理。这个讲习班，被认为是中国计算机界的第一个计算机原理讲习班。
1956年6月，她调入新成立的中国科学院计算技术研究所筹备处，此后一直在这里工作。
处在创建阶段的计算所的首要任务之一是培养我国计算技术的专业人才，因此除了派考察团、实习队和留学生去苏联考察、实习和学习外，计算所组织在国内举办了面向全国的计算数学训练班和计算机训练班，以培养更多的人才。夏培肃被安排专职负责计算机训练班的教学工作。
从1956年到1962年，计算所和清华大学、中国科学技术大学等高等学校合作举办了4届计算机训练班，夏培肃主讲《电子数字计算机原理》课程。她花费了很多时间和精力重新编写了《电子计算机原理》讲义，这是我国在计算机原理方面的第一套系统完整、理论联系实际、通俗易懂的原创性自编教材。四期训练班为全国各行各业，包括高等学校、研究所、国防和工业等部门培养了700多名计算机方面的专业人才。
当时国内的大学还没有计算机专业的毕业生，计算所的训练班在全国来说是开创性的，这些人才后来大部分成了各行各业在计算机方面的领军人物。夏培肃为中国计算机事业奠定了坚实的人才基础，不愧为中国计算机事业的奠基人之一。
1955年夏，物理所144位原子能、电子学和计算机科学家、科技人员在大楼南侧合影，之后绝大多数人便隐身从事两弹一星工程开发工作。1956年，电子所筹备人员和计算机组全部撤出单独建所。
科学家合影（上图中段），二排左起：黄武汉、夏培肃、彭桓武、赵忠尧、王淦昌、钱三强、李毅、杨承宗、何泽慧、陈芳允、杨澄中；右段，二排左一范新弼；右一，吴几康。
由于院所调整以及人员变动，到了1958年，最早的3人小组中，只有夏培肃一人坚持下来。1960年，我国第一台自行设计的通用电子数字计算机——107计算机设计试制成功。107计算机（校内设备代号KD-1）是一台小型的串联通用电子管数字计算机，是新中国第一台自主设计的计算机，安装在位于北京玉泉路的中国科学技术大学。
在50年代中国有限的科研条件下，107计算机的诞生一直被视为一个传奇，标志着中国的计算机从模仿到自主设计的跨越！
