1944年秋天，在世界反法西斯战争胜利的前夜，中、美、英、苏四大国在华盛顿郊区乔治城敦巴顿橡树园召开会议，为发起建立联合国做准备工作。
1945年2月，雅尔塔苏、美、英首脑会议决定，于4月25日在美国旧金山召开联合国会议。由美、英、苏、中四发起国，于3月5日向已加入《联合国家宣言》的反法西斯国家，发出了参加旧金山会议的邀请。
3月27日，国民政府行政院公布了中国出席旧金山会议的代表团成员名单，包括顾问共11名，其中有中共的董必武，胡适也是代表团成员之一。代表团的其他成员是：宋子文团长、顾维钧副团长、王宠惠、魏道明、吴贻芳、李璜、张君劢、胡霖，顾问施肇基。
4月25日，胡适出席在旧金山开幕的创建联合国的会议。会议开了整整两个月，于6月25日在旧金山歌剧院召开全体会议，一致通过了《联合国宪章》。第二天又在退伍军人纪念堂会议厅举行了签字仪式。胡适因为不同意《宪章》中五个常任理事国有一票否决权的规定，而没有在《宪章》上签字。
1945年8月30日，国民党政府教育部长朱家骅电告胡适，拟请他出席将在伦敦召开的世界教育会议即后来的联合国教育科学文化组织。
9月6日，国民政府任命胡适为国立北京大学校长，在胡适回国前由傅斯年暂时代理。9月13日，蒋介石致电胡适，希望他“早日回国主持校务，并图良晤”。10月10日，国民政府明令颁给胡适胜利勋章一枚。
胡适在美期间也一直牵挂着北大。1944年6月21日，胡适曾给杨联陞去信，希望他拿到博士学位后能去北大教书。1945年9月26日，胡适又给邓嗣禹写信，希望他到北大教历史。胡适还约请钱学森到北大创办工学院，后因钱学森一时无法脱身而作罢。
此外，胡适还帮助在英国治疗眼疾的陈寅恪，请哥伦比亚眼科研究所的专家会诊陈寅恪的诊断书。
当知道已经无法医治时，胡适感到非常遗憾和悲伤，他在日记中说：“寅恪遗传甚厚，读书甚细心，工力甚精，为我国史学界一大重镇。今两目都废，真是学术界一大损失。”胡适还托人给陈寅恪带去1000美元汇票。
1945年11月1日至16日，胡适作为中国代表团首席代表，在伦敦出席创建联合国教科文组织会议。中国代表团成员共五人，其他四人是赵元任、罗家伦、程天放、李书华。胡适参与制定了该组织的宪章。会议期间，他曾提议于1949年纪念孔子诞辰二千五百周年。在此期间，牛津大学授予他名誉法学博士学位。
1946年4月，胡适开始收拾书籍、手稿和行李，做归国的准备。5月2日，胡适突然心脏病复发，幸好不甚严重，但归期不得不稍作推迟。
6月5日，胡适乘船离开纽约，结束八年零八个月的在美生活，开始归国旅程。
7月4日船到吴淞口外，“海上晚霞奇艳，为生平所少见”，胡适感慨：“九年不见祖国的落日明霞了！”
7月5日晚，胡适到达上海，其子胡祖望等人来接。23时，胡适终于见到分别九年的妻子江冬秀。
他在南京、上海逗留20余日，会见了许多朋友、政客和名流，京沪两地住所都积有两寸厚的名片。
7月29日晨七时三十分，胡适由上海乘机飞往北平。当天下午一时左右，胡适携其长子胡祖望飞抵北平。
当天的《胡适日记》中写道：“来机场欢迎者众多，李德邻主任、萧一山、吴铸人、成之弟，北大同人有毅生、孟真、锡予、召亭、华炽、素莹诸君。”他为之感叹道：“九年前今晨，二十九军退出北平。九年前昨日，我从庐山飞到南京，次早始知平津皆失陷了。”