1956年,中国编制十二年自然科学远景发展规划纲要,李熏主持冶金科学技术部分,规划出中国冶金事业发展蓝图。1962年起,国家又多次邀集专家规划全国科技事业的发展,他均负责冶金学科。其后,国家科学技术委员会先后选任他为冶金组和冶金新材料组的副组长,历时20余年,他团结协调各方面的力量,发挥自己的才能和智慧,引导着冶金科技事业的进步。李熏为中国科学事业所作的贡献,除由他创办金属研究所培养出济济人才外,还支持组建了新的研究院所。如将选矿研究室和分析化学室的大部分迁至长沙合建成中国科学院矿冶研究所(现为冶金部长沙矿冶研究院);冶炼化学研究室的炼铁部分并入中国科学院化工冶金研究所;耐火材料研究室调往上海合建中国科学院硅酸盐研究所;核材料研究部分调往成都新建西南反应堆工程研究设计院。1960年,在李熏和葛庭燧的积极推动和亲自参加下,先在长春召开全国性的有关位错和电子论的学习班,接着在沈阳举行了全国金属物理报告会,这是中国金属物理学科进展过程中具有重要影响的大事。李熏热心学会组织的活动。他是创立中国金属学会的发起人之一,是中国金属学会第二、第三届副理事长。他团结全国各部门、各地区的同行学者,超脱部门的干预和门户之见,为促进冶金工业和冶金学科的发展而共同努力。李熏重视创刊和办好《金属学报》 ,他自任主编,坚持办刊方针等原则问题,对论文审改一类具体编辑事务,均亲自动手,不厌其烦。现在,《金属学报》已成为国际上知名的学术刊物之一。他也是《中国科学》的编委、科学出版社出版的《材料科学丛书》的主编、《中国大百科全书·矿冶卷》编委会副主任。曾亲自撰写冶金学和金属学条目。李熏早在50年代就提出扩大稀土元素资源的综合利用,在他的组织和推动下,金属研究所坚持不懈地进行研究,取得一系列成果。国家科委于1965年成立稀土和铌在钢中应用的领导小组,他任组长,曾召开多次学术报告会,推动了全国有关研究工作。在中国还未探明镍铬矿藏的早期,李熏就组织力量开展铬锰氮不锈钢的研究。自1959年起,金属研究所对铁锰铝合金系进行较系统的开拓性研究,为发展低温、无磁和耐热钢起了指导作用。1981年5月,李熏任中国科学院副院长和技术科学部主任。他洞察当时中国科技体制存在的弊端,譬如,科学技术如何面向经济建设;如何改变研究所吃国家的“大锅饭”和研究人员吃研究所的“大锅饭”;如何冲破人才的地区和部门所有制的约束;如何开发智力和更新知识等等。他积极依靠学部委员,切实加强学术领导。到任不久,即倡议分期分批组织学部委员对所属各研究所进行评议,除了改进中国科学院和各研究所的工作以外,并为后来全国推行科学技术体制改革起了先导作用。他也曾组织有关学部委员和同行专家,讨论中国计算机和大规模集成电路的发展,向国家提出了积极建议。1983年3月,李熏应《经济日报》记者采访,发表过有关改革科技体制的谈话。他说:“科学技术要为经济建设服务,一个突出的问题就是要打破部门所有制,让科学技术和经济建设拉起手来。”设想“能不能尽快地成立一些科研生产联合体,比如成立一些大型的科研生产联合公司,”“打破部门界限,实现人才交流,实行科研和生产的大协作。中国科学院可以与企业联合办研究机构,办技术开发公司,办开放实验室,办科技培训班。”