在壹段歷史時期內，兩種學派之間的正常學術爭論被人為地攙進政治色彩。1930年代的蘇聯，李森科等就打著擁護米丘林的旗號，擺出壹副學閥的架勢，硬給摩爾根學派扣上“資產階級”、“唯心的”、“反動的”種種罪名，蠻橫地制造政治迫害事件。這種嚴重違反科學原則的做法，在1950年代中期波及中國。摩爾根遺傳學被當成唯心主義理論批判，人類優生學則成了禁區中的禁區。盧惠霖因為是摩爾根的學生而受到株連。可是他決心用自己的科學實踐來證實摩爾根理論的正確性。
盧惠霖采取了米丘林學派的“無性雜交”實驗來檢驗獲得性遺傳。他采用不同品種的雞所下的蛋，抽取其中的蛋白，將其註入已知品種雞待孵化的蛋中。孵出了數以百計的雛雞，除在壹只雛雞的軀幹部出現壹塊雜色毛外，其他雛雞均未見特殊變異。可惜當時極難得到純種的雞，無法進壹步查明那塊雜色毛的來源。正當他在設計新的實驗時，1958 年的“學術思想批判運動”開始了。盧惠霖成了“活靶子”。尤其是在1960年的“學術思想批判”中，他作為摩爾根的第四名中國弟子，又拒絕接受批判，自然就成為批判的重點對象。他翻譯的《基因論》倒成了批判者的啟蒙教材。數百名對遺傳學壹無所知的學生，逼迫他承認自己的思想是資產階級學術思想。有人勸他認錯，被他拒絕。1961年4月，以衛生部黨組書記徐運北、中***中央宣傳部體育衛生處處長沙洪為首的中央文教調查小組前來了解湖南醫學院的學術批判情況。他們聽取了盧惠霖的申訴，並參加了基礎部的教師辯論會，明確指出這場學術思想批判“嚴重違背了黨的‘百花齊放，百家爭鳴’的‘雙百’方針”，是原則性的錯誤，應立即停止。不久，毛澤東接見上海復旦大學的生物遺傳學家、摩爾根的另壹個中國學生談家楨，鼓勵科學家要堅持真理。盧惠霖得到這壹消息非常高興。1962年，中***中央宣傳部與衛生部聯合來湖南醫學院調查，對他進行甄別。
於是，盧惠霖又著手籌建遺傳學研究室，湖南省科學技術委員會也給予熱情的支持，為他配備了人員。盧惠霖把壹批年輕教師集中起來進行系統而嚴格的培訓，開設了細胞學和遺傳學兩門課程。同年，盧惠霖還組織年輕教師開展植物無性雜交實驗，將曼佗羅作為砧木，荷色茄為接穗，兩種植物間進行嫁接。結果，雜交植物當年結出的荷色茄上出現了色素沈著，種子裏還含有砧木曼佗羅所特有的莨菪堿，連花蒂上也長出與曼佗羅相似的刺。但是，把“雜種”荷色茄的種子種下，生長出的後代就把這些性狀丟失。而對照組“雜交”植株上的荷色茄，仍保留莨菪堿和曼佗羅樣的刺等性狀。1962～1965年，他們連續3次重復進行實驗，結果均證明：砧木只能影響正在嫁接中的接穗雜種，卻不能將本身的性狀遺傳給後代。
為適應防治當時流行的乙型腦炎的需要，盧惠霖還同技術員張保先采用氫氧化鋁抗原血清沈澱法開展了對長沙蚊種嗜血性的調查，取得了可靠的科學數據。
在湖南醫學院副院長易見龍的領導下，盧惠霖於1963 年首倡籌建了醫學遺傳學研究組，並擬訂了1963～1972年的10年科研規劃，確定建立細胞遺傳學研究室和生物化學遺傳學研究室。研究組壹成立，他們就開展了廣泛的調查研究，特別是對長沙市部分中小學的10091名青少年進行了色盲普查。發現男性青少年中色盲發病率為7.5%，女性發病率為0.92%。對48名色盲女孩進行家系調查，發現她們的父親均為色盲患者。這完全符合摩爾根發現的性連鎖遺傳規律。
正當盧惠霖雄心勃勃全面部署遺傳學研究時，文化大革命開始了。他雖然作為“革命”的對象，“反動學術權威”，免不了被撤職、批鬥，但終因他是全國人民代表大會代表，也屬於保護對象之列，故與同代的知識分子相比，他算是很幸運的。1970～1971年，他被批準到嶽陽搞血吸蟲病調查和防治。“復課鬧革命”壹開始，他回到湖南醫學院，恢復了生物學教研室主任之職，獲得主編生物學講義的權利。他親自編寫了“遺傳學”壹章，重新登上大學講壇。在醫學院院長李亭植的支持下，他們決定將遺傳學研究與計劃生育工作結合起來進行。這位年逾古稀的老人，又重新主持對醫學遺傳學的研究。他們很快學會了在1960年代和1970年代初期發展起來的染色體技術，特別是1970年代初出現的顯帶技術，又充分利用湖南科學技術情報站掌握的外國文獻資料，取得壹個個的研究成果。
中***十壹屆三中全會後，中國的遺傳學研究得到很大發展。他們組織了壹次全國性的染色體技術經驗交流會，推廣染色體技術。盧惠霖、夏家輝、張思仲成立壹個顯帶染色體識別標準三人小組。1981年6月，湖南醫學院醫學遺傳學研究室舉辦了中國細胞遺傳學培訓班，培訓班由世界衛生組織和中國衛生部主辦，美國匹茲堡大學醫學院細胞遺傳學家潘士芬受世界衛生組織的派遣和中國衛生部的邀請前來講課。有來自25個省、市、自治區的101名學員接受培訓，其中25人進行了實驗技術操作。 1937年7月，盧惠霖在長沙的《力報》上發表“我們的民族”壹文，他在文中將中國人的體格與外國人作了比較之後說：“中華民族的體格，在先天方面，原是大小適中，抵抗力強，若是國人能把註重增加數量的精神，來努力於資質上的改進，充實生計，促進衛生，鍛煉身體，勢不難養成強健的體魄以擔當救亡圖強的重擔的。”
人類細胞遺傳學是1956年創立的邊緣學科。其時，美籍華裔科學家徐覺道等發現和確定人的染色體有46條。1959年，國外報告了世界上第壹例人類染色體病。1962年，中國醫學科學院實驗醫學研究所病理系內成立了壹個遺傳學小組。隨後，上海復旦大學建立了遺傳學研究室。可是，不久在文化大革命中這些都被斥為“異端邪說”，受到無端批判。年已古稀的盧惠霖被迫遞交了“退休申請書”。他惟壹的要求是保留進圖書館看書、查資料的資格。1972年，他還經常到湖南省科技情報站查閱資料，將有關染色體顯帶技術的資料譯成中文，在國內率先掌握了人類染色體的G顯帶技術。1977年，湖南醫學院建立了以他為主任的醫學遺傳學研究室。他與同事們分別從人的外周血、皮膚、羊水取樣進行研究，又建立了壹整套代表1970年代水平的細胞遺傳學技術。1981年7月，夏家輝、李麓蕓又建立了能代表1980年代水平的人類高分辨率G顯帶染色體技術，並將其應用於臨床。
壹開始從事細胞遺傳學研究，盧惠霖就確立了為臨床服務，為計劃生育特別是為人類優生服務的方向。1970年代初，他們便與湖南醫學院附屬第壹醫院婦產科主任胡信德、附屬第二醫院內科主任伍漢文合作（1963年胡信德在中國第壹次成功地進行羊水穿刺產前診斷）。1973年4月，他與伍漢文合作開辦染色體專科門診，診斷男女性別畸形。1979年4月，他又與本校附屬第壹醫院婦產科胡信德教授、李麓蕓講師合作，首先在國內開設了定期的染色體病咨詢門診，為孕婦進行產前檢查和宮內檢查，預測胎兒的健康狀況。
此外，盧惠霖指導研究生肖廣惠、許發明、許嘉、何小軒等開展了特殊染色體病的研究，進行了壹些理論探討。如他們提出了“家族性斷裂重接熱點”的新概念；研究了睪丸決定因子在Y染色體上的位置和Y染色體短臂的遺傳效應；探討了經典的裏昂假說。多年來，他們發現的異常核型有75種，均載入國際人類染色體異常核型登記庫。
1976年，他們在研究鼻咽癌淋巴母細胞的染色體核型時，發現了壹條EA染色體。經過反復追尋，特別是由於夏家輝的努力，他們終於找到了這條染色體的來源，確定它是由三號染色體短臂易位到壹號染色體長臂末端而形成的。中山醫學院腫瘤研究所、中國醫學科學院腫瘤研究所相繼證實了他們的發現。據悉，這是世界上首次發現的壹條與鼻咽癌相關的組份明確的標記染色體。這為鼻咽癌的病因學研究提供了重要線索，也引起國外學者的關註。
1975年，他們發表了壹對單卵雙生子同患鼻咽癌的染色體組型、血清及指紋分析等珍貴資料。這些在當時的世界文獻中亦為首次報道。隨後，盧惠霖、夏家輝又與四川的張思仲壹起，在國內第壹次研究和發表了《中國人染色體G式顯帶模式圖》。
改革開放以後，中國的遺傳學研究得到很大發展。他擔任中國遺傳學會副理事長。
1990年，在沈陽召開了全國醫學遺傳學代表大會。他已90高齡，仍親自前往參加。 世界衛生組織（WHO）1981年發表的資料說明：人類中的遺傳病負荷已達10.8%，即每10個人中就有1.08人帶有遺傳病因子。人類中已肯定的遺傳病有2811種，染色體病300余種，其發生率占新生活嬰的0.5%～1.0%。
盧惠霖和他領導下的醫學遺傳學研究室早就對前來求診的患者及其家屬進行優生優育的宣傳，對某些遺傳病進行家系調查，查找異常染色體的來源，並且通過羊水或絨毛檢查來確認胎兒的健康情況。壹旦發現有染色體病的患兒就動員孕婦終止妊娠。
人群中染色體病的發生率受多種因素的影響。國外已有許多關於新生兒染色體異常發生率的報告，但在中國此類資料尚缺。盧惠霖領導的湖南醫學院醫學遺傳研究室從1979年5月至1982年5月，用了3年的時間對長沙市北區3家醫院連續出生的3415名新生活嬰進行了染色體G帶檢查，發現染色體異常者26例，發生率為7.6‰；染色體變異者55例，發生率為1.61%。這壹工作為中國制定優生優育政策及染色體病預防計劃提供了珍貴的群體資料。
同時，他還指導建立了生物化學遺傳學研究室，由張少英負責。該室能檢查測定十多種代謝缺陷病（後來此項工作由生物化學教研室負責）。在群體遺傳學調查中，鄒良秀等發現了家族性多指（趾）、並指（趾）畸形，家族性脂肪瘤等典型病例。
1979年11月，中國第壹次人類與醫學遺傳學論文報告會在長沙舉行。盧惠霖主持了會議，他工作起來壹絲不茍，大會開得非常圓滿。要求參加的達300多人。會上他報告了中國醫學遺傳學的成就，提出中國應重視發展優生學，這在當年是很需要勇氣的倡議。談家禎作了題為“從遺傳學談實踐是檢驗真理的惟壹標準”的報告。盧惠霖請吳旻作了題為“關於優生學”的報告。當時優生學還是壹個禁區，吳旻的報告引起轟動。這個消息先在新華社的內參上發表，後來各報紛紛刊載。被禁錮30年的禁區終於打開。會上盧惠霖又被選為中國遺傳學會人類醫學遺傳委員會主任委員。
到了1981年，湖南醫學院兩個附屬醫院婦產科和醫學院基礎部有關專業人員組成生殖工程研究組。盧惠霖的小女兒盧光琇是湖南醫學院58級的醫學生，原在湖南衡陽地區人民醫院任外科醫師，後為了照顧老母調回本校任局部解剖學和外科手術學講師，她毛遂自薦，改行挑起了生殖工程研究的重擔。研究組創建時壹無房子，二無設備。除盧光琇和範立青外，其他人員像走馬燈似的來了又走了。有人開玩笑說這是盧家開的“父女店”。1985年，生殖工程研究組擴大為生殖工程研究室。
1981年，他們將第壹批健康人精子放到-196℃的液氮中，建立了中國第壹個人類冷凍精子庫。1982年這壹技術在臨床上用於人工授精。1983年1月，在本校附屬第壹醫院朱敬璋醫師的協作下，中國第壹例人工授精男嬰誕生。隨後，100多名人工授精的嬰兒相繼出世。接著，盧惠霖指導進行了試管嬰兒（體外受精—胚胎移植）研究。當時國外已有3000多例試管嬰兒，而在中國尚屬於空白。湖南省政府從本來就很緊張的外匯中撥出10美元，資助盧惠霖、盧光琇的生殖工程研究，他們得以買回急需的儀器設備。省政府另外還資助了兩萬美元送盧光琇、徐立禮到國外去學習關鍵性技術。兩個附屬醫院的婦產科專家密切合作，制定了為期三年的科研計劃，組建了具有國內第壹流水平的生殖工程研究室。這個課題被列入國家“七五”攻關項目。1988年6月5日和7日，兩例試管嬰兒先後在湖南醫科大學兩所附屬醫院誕生。其中壹例是中國首例供胚移植試管嬰兒。
盧惠霖與美國Temple（坦波爾）大學發育生物學家牛滿江教授***同簽署了《十年科研規劃協作書》。盧惠霖、牛滿江作為學術帶頭人，經過協商擬定了科研方向及研究課題。他們計劃先建立哺乳動物模型，從生殖細胞入手，以分子生物學技術為手段，改良哺乳動物的基因，從而改善新壹代的遺傳素質。
1988年，“全國生殖技術及其社會、倫理、法律問題研討會”在湖南嶽陽市召開。盧惠霖和盧光琇研究員報告“關於生殖工程與法律、倫理問題的商榷”。1989年10月，盧惠霖參加國家人事部和湖南省人事廳主辦的“生物技術高級研討班”，發表了“全國有關專業力量（生殖、發育和遺傳工程工作者）聯合起來，為提高新壹代兒童天賦素質協作攻關”壹文。 幾十年來，盧惠霖從當小學、中學教師，做到大學教授、研究生導師。
在醫學院裏，他先後講過普通生物學、寄生蟲學、無脊椎動物學、比較解剖學、人體胚胎學、遺傳學等課程。他的講課很受歡迎。講課前他總要認真備課，查閱文獻，使教學內容跟上科學發展的前沿。
他編寫過許多教材，包括公開出版的及院校內部適用的，如《原生質、發育》（華中院校、醫學院生物學教材，1953），《胚胎學大綱》（湘雅醫學院教材，1953），《普通生物學》（與張敦厚、何鴻餓恩合編，1953），《普通生物學》（中南地區醫學院校教材，1956）。
他重視教學方法。1940年在沅陵雅禮中學任教時他在學校裏辦了壹個生物展覽會，壹時縣城轟動，市民紛紛前來參觀。有些小學生通過顯微鏡看到了微小的生物，激起對科學的興趣。在科學普及方面，盧惠霖也是壹個先行者。1950 年代，他就提出“三段五步”教學法，在湖南醫學院率先實行預講制度。為使內容形象化，他在講授人體胚胎學時在課堂上用橡膠泥將胚胎的發育過程捏出，非常生動好懂。
湖南醫學院於1981年舉辦中國細胞遺傳學培訓班。1980年以後，辦了5期全國宮內診斷細胞遺傳學訓練班，學院為省級醫院和醫學院的婦產科主治醫師，先後培養臨床細胞遺傳學技術骨幹100多人。
1978年，他開始招收攻讀碩士學位的研究生，到逝世時為止***培養碩士研究生24名。1981年11月3日，國務院學位委員會批準他招收攻讀博士學位的研究生，他壹***培養博士研究生6人。
他誨人不倦，但要求極嚴。受過他培養的學生，對師恩銘記不忘。