60年代初，任基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人時(shí)，在十分困難的條件下，建立了實(shí)驗(yàn)室，包括普通物理實(shí)驗(yàn)室（力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)室、光學(xué)實(shí)驗(yàn)室）、無(wú)線電實(shí)驗(yàn)室（電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室）和中級(jí)物理實(shí)驗(yàn)室（現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)室）。改變了過(guò)去物理教學(xué)中偏重于理論教學(xué)的傾向。

“文化大革命”期間，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)被嚴(yán)重破壞，實(shí)驗(yàn)大樓在一場(chǎng)武斗中毀于“戰(zhàn)火”，陳嘉言被打入“牛欄”。70年代初復(fù)課時(shí)，他又身先士卒，帶領(lǐng)大家迅速把實(shí)驗(yàn)恢復(fù)和發(fā)展起來(lái)。

1973年開(kāi)始，他轉(zhuǎn)向引力波探測(cè)研究，建立引力物理研究室。引力波是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的一個(gè)重要檢驗(yàn)，是一項(xiàng)意義重大、十分困難的物理學(xué)基礎(chǔ)研究，世界上不少有先進(jìn)裝備的實(shí)驗(yàn)室對(duì)此進(jìn)行了多年的研究，堡壘仍攻不下來(lái)。陳嘉言勇敢地承擔(dān)這一任務(wù)，他說(shuō)：“引力波探測(cè)是很困難的，也許我一輩子都探測(cè)不到引力波，但我愿做一粒砂子，為后人鋪路�！彼�領(lǐng)著大家埋頭苦干。1978年，引力波專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)室建成，1979年，與中國(guó)科學(xué)院物理所合作，在北京建成我國(guó)第一座室溫引力波天線模型，1981年，一座天線重達(dá)兩噸的大型引力波探測(cè)器在廣州建立起來(lái)。

1979年，由于在引力波研究方面的貢獻(xiàn)，他被聘為第二屆國(guó)際格羅斯曼（Grossmann）會(huì)議顧問(wèn)委員。會(huì)議在意大利的海濱城市特里亞斯特（Trieste）召開(kāi)，中國(guó)派出以周培源教授為首的科學(xué)代表團(tuán)參加，陳嘉言應(yīng)邀在大會(huì)上作題為《北京--廣州引力波探測(cè)進(jìn)展》的學(xué)術(shù)報(bào)告，與會(huì)代表對(duì)中國(guó)的引力波研究由衷稱(chēng)贊。1981年，陳嘉言應(yīng)邀到澳大利亞作學(xué)術(shù)訪問(wèn)，打開(kāi)了與國(guó)際引力波研究合作的道路。1982年第三屆國(guó)際格羅斯曼會(huì)議決定在中國(guó)召開(kāi)，陳嘉言當(dāng)選為會(huì)議組織委員會(huì)成員。他對(duì)引力波的研究為我國(guó)爭(zhēng)得了國(guó)際聲譽(yù)。

陳嘉言還積極參加和推動(dòng)國(guó)內(nèi)引力物理的學(xué)術(shù)活動(dòng)。1978年，在廣州主辦了“中國(guó)引力與相對(duì)論天體物理學(xué)術(shù)討論會(huì)”，為學(xué)會(huì)的成立奠定了基礎(chǔ)。1979年，中國(guó)引力物理和相對(duì)論天體物理學(xué)會(huì)正式成立，陳嘉言當(dāng)選為副理事長(zhǎng)。1980年，代表學(xué)會(huì)出席中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)第二次全國(guó)代表大會(huì)。