二战结束后，作为原子弹的主要设计者，奥本海默赢得了人们的广泛尊敬。1946年美国政府设立原子能顾问委员会，任命奥本海默为主席。这个委员会的职责是为原子能发展计划提供科学、技术指导，具体说就是为美国提供“又多又好的核武器”，然而奥本海默本人最关心的是原子能的国际控制。在还没有成立原子能顾问委员会时，他就提出了原子能的和平利用及国际控制问题，但这一思想受到了政府要员的压制。后来，关于原子能国际控制的思想日趋成熟，得到了政府内外的广泛支持。
在此期间，奥本海默的科研活动并没有中断。1947年10月调任新泽西州的普林斯顿高级研究院的负责人。在他的带动下，普林斯顿的物理学部得到迅速发展，另外，他还负责制定其他领域的研究政策，包括数学和历史。他从事了一些小规模的科研，还通过撰文和演讲做了很多科普工作。
1953年12月发生的“奥本海默案”标志他政治生涯的终结。有人控告他是苏联间谍。奥本海默曾在30年代卷入左翼思潮，并与“危险人物”保持着一定的来往，但这些问题当时已经基本澄清。其实问题的核心是奥本海默直露的性格得罪了身边的很多人，引起了一些政府官员对他的敌视和报复。美国政府设立专门的委员会对奥本海默进行调查和审讯。当时正值苏美冷战的高峰，奥本海默反对发展核弹的思想已成为核战略的障碍，最终原告在调查中占了上风。委员会裁定奥本海默不是间谍，但由于他“性格上的缺陷”，决定不允许他接触机密。
这个结论是荒唐的，也是一个令人遗憾的错误。广大民众对他的遭遇给予了极大的同情。多年以后，奥本海默案件仍是人们攻击美国民主体制的一柄利剑，成为美国政治史上的一个污点，事隔10年，美国人决定把这个错误纠正过来。1963年，美国原子能委员会授予他恩里科·费米奖，由约翰逊总统授奖。这是极高的荣誉，也代表了对他的平反。
1967年2月18日，奥本海默因病去世。
奥本海默是伟大的科学家和学术的带头人，后人把他称为“科学帅才”，以褒扬其组织科研的卓越才能。80年代后，国际社会在核控制方面取得突破性进展，人们更容易感受到奥本海默思想的深刻影响。
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