在梁思成的一生中，虽然以主要精力投入中国古建筑的研究和建筑教育事业，但始终不忘他从事这些工作的根本目的是要在中国创造出新的建筑。
梁思成早在青年时期就到过欧美许多国家，参观过各国古代和近代的城市和建筑。他清楚地看到一个国家和民族都有它自己的传统文化，一个国家和地区的建筑也多具有自己的传统风格。人类进入20世纪，物质文明大大提高，各国之间的经济、文化交流日趋频繁，在这样的时代，中国新的建筑应该是什么样子？将会朝着什么方向发展？这个问题长久地在他脑海中思考着。
早在30年代，他总结了近代国外建筑的发展和近百年中国建筑的状况，他提出既反对全盘西化，将洋式建筑照搬进来，也反对那种完全仿古的做法，认为这决不是中国新建筑的方向。他向往着一种既能用新技术、新材料，又具有民族传统的新建筑形式的出现。40年代中期，第二次世界大战即将结束，各国都在准备着战后的和平建设，讨论着新城市的理想规划，探索着新住宅的多种形式。梁思成也向往着自己祖国在胜利后的建设，他在四川乡下读着国外新出版的书刊，研究城市规划，住宅建筑新的理论；他著书写文，探讨中国新时期的建筑设想；但是，在旧中国，他的这种向往和主张是不可能实现的。
中华人民共和国成立后，梁思成向往已久的新建设终于在中国大地上开始了。人民政府给予梁思成以极大的信任，委任他担任北京都市计划委员会的副主任，他开始为新中国首都的建设日夜操劳。他四处写信，邀集国内建筑专家来北京筹建国家建筑设计机构，以担负起新中国的建设任务；他参加制定国家基本建设的计划，提出不要只着眼于个别工程的兴建而必须着手制定一个省，尤其是每一座城市的整体规划。1950年初，他与都市计划委员会的陈占祥先生一起向政府提出了新北京城的规划方案。他们根据北京作为中国政治中心的性质，预见到北京的长远发展，提出将新的政府行政中心区放在旧北京城的西郊。他们从新行政区占地面积、交通联系、长远发展等几方面加以分析比较，论证如将这个新区放在旧城之内则将带来一系列不可克服的困难。他们认为北京旧城是一座规划严整，保留有众多文化古迹而且至今仍保存得十分完整的古城，他们主张把这座世界上少有的历史名城保留下来，在改建中保持它的传统风格。1950年，梁思成带领清华大学建筑系的教师设计了中华人民共和国国徽。1951年，他又组织教师参加人民英雄纪念碑的设计并担任纪念碑设计委员会的领导，在他主持下确定了碑形的式样。梁思成就是这样，怀着满腔热情，以一个技术专家的极大责任心投入到新中国的建设事业之中，他自己说：“差不多每天都在兴奋激动的心情中度过高兴愉快的一天。”
在繁忙的工作中， 梁思成始终没有忘掉为新中国创造新建筑的理想，始终没有停止对建筑创作理论的探索。他学习了毛泽东同志的《新民主主义论》，尤其是其中关于新中国文化的论述，受到很大的教益，他认为新中国建筑也和新中国的文化一样，应该是“民族的、科学的、大众的”。他写文章，作报告，连续发表了《中国建筑的特征》、《中国建筑发展的历史阶段》、《中国建筑与中国建筑师》等，热情地介绍中国建筑传统，论述建筑创作的主张。他十分注意新建筑的实践，对于北京民族宫、美术馆这样较多的应用了大屋顶和古代建筑装饰的建筑，梁思成并不认为他们就是最好的和唯一的民族形式；他发现有些地区、有些农村的住宅采用了中国建筑的横向开间比例，用普通砖砌出少许具有中国风格的装饰，他十分高兴地认为这可能是创造民族形式的广阔途径。可以说，在建筑创作这样复杂的学术问题上，几十年来，梁思成始终在进行着思考和探索。
1963年，他为促进中日两国的友好，特地设计了扬州“鉴真和尚纪念堂”。在这项设计中，梁思成根据1200年前鉴真和尚东渡日本传播中国文化，在日本兴造了奈良招提寺的史实，特地采用了中国唐代建筑的式样和风格，以象征中日两国人民之间的传统友谊。在扬州市建设局的具体领导和组织下，这一组精美的纪念性建筑于1973年建成，1984年，荣获中国优秀建筑设计一等奖。
1962年，梁思成带着助手又开始了对宋《营造法式》的研究工作。《营造法式》是中国宋朝朝廷颁行的一部关于建筑制度的法规的书，是中国历史上留存至今最完整的建筑经验总结。但是由于留存到今天的宋代建筑很少，名称与后代又多不相同，所以今人很难读懂。梁思成在青年时代就有志于研究此书，从30年代开始就决心将难于理解的论述和名称加以注释，用现代科学制图方法画出宋代建筑的图样，这样做对深入研究中国建筑的传统技艺有很重要的意义。但是，此项研究由于难度大始终没有完成，1965年，梁思成终于完成了上卷的工作。这时，他虽然已经60多岁了，身体又多病，们他仍满怀信心地表示：“要为社会主义干他一二十年”。然而，1966年开始的文化大革命，使这位学者被迫终止了一切工作。
梁思成先后著书5种，发表学术论文60多篇，共150多万字，现已整理成《梁思成文集》（1—4）全部出版。他和他领导的科学研究集体因为在“中国古代建筑理论和文物建筑保护”这个领域取得突出成就，1987年，被国家科学技术委员会授予国家自然科学奖一等奖。梁思成的学术成就也受到国外学术界的重视，美国有专门研究梁思成生平的学者并出版了他的英文专著《图像中国建筑史》。专事研究中国科学史的英国著名学者李约瑟说：梁思成是研究“中国建筑历史的宗师”。
