1980年3月15日至23日在北京召开。出席大会的代表共1500名。其中全国性学会（协会、研究会）代表369人，地方科协代表1131人。这次大会的任务是：贯彻中共十一届三中全会以来的路线、方针、政策，动员全国科技工作者在中国共产党的领导下更紧密地团结起来，同心同德，群策群力，为实现科学技术现代化，为把中国建设成为现代化的社会主义强国而奋斗。
　　大会的主要议程有：听取和审议中国科协第一届全国委员会的工作报告，总结30年来中国科学技术群众团体的经验，进一步明确科协的性质和在社会主义建设中的地位与作用，研究讨论今后的方针、任务；制定《中国科学技术协会章程》，修订《中国科学技术协会自然科学专门学会通则》选举中国科协新的全国委员会。茅以升致大会开幕词，周培源作题为《同心同德，鼓足干劲，为实现我国科学技术现代化而奋斗》的工作报告，中共中央总书记胡耀邦代表中共中央在大会上作了重要讲话。中华全国总工会、共青团中央、中华全国妇女联合会、中国文学艺术界联合会和中国人民解放军总政治部向大会致祝词。裴丽生致闭幕词。大会通过的《中国科学技术协会章程》是中国科协历史上的第一部章程，并将1958年中国科协成立时间的团体定名“中华人民共和国科学技术协会”改为“中国科学技术协会”。大会选出了中国科协第二届全国委员会委员230人。大会还向全国科技工作者发出了《关于为四化建设开展建议活动的倡议书》。中共中央和国务院领导接见了全体代表。
　　3月24日，中国科协二届一次全委会议选出主席、副主席和常务委员会委员35人，周培源为主席。
　　大会选出了第二届全国委员230人。3月24日，召开了二届第一次全国委员会会议，选举周培源为主席，裴丽生、钱学森、黄家驷、刘述周、严济慈、茅以升、华罗庚、张维、林兰英、杨显东、杨石先、钱三强、金善宝、王淦昌、王顺桐15人为副主席。选举常务委员35人。
　　先后担任二届书记处书记的有：
　　孙照寰、沈其益、林渤民、陶亨咸、王文达、王寿仁、聂春荣、王顺桐、刘东生、田夫、曹令中、黄芦、陈泓（女）、鲍奕珊、李宝恒、张广厚、高镇宁、高潮、陈绳武。
　　顾问：高士其、林渤民。