中国早期海洋科学事业最初作了全国海岸带调查、海洋科学综合普查、中越联合北部湾调查等，并成立了山东海洋学院。国家科委海洋组1963年3月在青岛召开会议，制订了中国十年海洋科学发展规划(草案)。由于中国过去海洋工作基础薄弱，解放后虽做了不少工作，取得了一些海况资料，但随着工作的深入，越感到与国际水平差距大。特别是没有一个专管机构，工作分散，资料不集中，人员、器材、船只各搞一套，很多困难、问题无法解决。为改变这种状况，建议在国务院下成立国家海洋局，全面负责中国海洋事业之各项任务。经过酝酿协商，武衡代表科委于1964年1月写信给中央书记处，建议成立国家海洋局。2月11日，党中央批准在国务院下设国家海洋局，由海军代管。7月22日全国人大常委会124次会议批准成立国家海洋局。

    1977年5月，国家海洋局党委常委扩大会议提出“查清中国海，进军三大洋，登上南极洲”的奋斗目标。1978年10月10 日，国家海洋局向国务院提出“关于开展南极考察”的请示报告得到批准。从此开始了南极科学考察的准备工作，1981年5月经国务院批准成立了国家南极考察委员会，武衡为主任，该委员会设办公室作为日常办事机构。最初的工作是派遣科学家参与友好国家的南极考察工作，开展国际交流与合作，为自己组队考察及建站作准备，并争取参加“南极条约”及“南极研究科学委员会”。1984年，武衡率团出访，先去新西兰和澳大利亚，访问了两国的南极局，参观了有关科学研究机构，大学和工厂;然后又去日本和美国，访问参观了日本文部省及其所属的国立极地研究所、东京大学海洋研究所及海上防卫厅管辖的“白獭”号破冰船;访问参观了美国国家科学基金会所属的南极规划局、若干研究所、研究中心及海岸警备队的“极海”号破冰船。

    中国科学家先后在南极进行科学考察达5年之久，大家认为中国有必要独立组织南极考察队，建立南极考察基地和研究机构，开展系统的全面的南极科学考察工作。经科学家的建议，提出了在南设德兰岛建立中国第一个南极考察站的构想。南极委、国家科委、外交部、国家海洋局等于1984年6月联合提出建议报国务院，得到批准。1984年11月28日，来自全国48个单位的考察队人员乘国家海洋局“向阳红10号”考察船、海军“J121”号打捞救生船，由上海港启航，经过37天11000余海里的航行，成功地横渡太平洋，12月26日安全到达南极洲的乔治王岛民防港。12月31日举行了奠基礼，经过45天的努力奋战，中国南极长城站于1985年2月15日在乔治王岛建成。武衡任代表团长，率团于1985年2月18日到达南极长城站。2月20日，中国南极长城站举行隆重的落成典礼。此站的建成，填补了中国科学考察事业史上的一项空白，标志着中国极地考察事业发展到一个新的阶段，为中国进一步加强国际科学技术交流与合作、和平利用南极、造福于人类奠定了基础。

    在四化建设的新时期，武衡还从事其他一系列科学活动。1979年11月，他出席并主持了第2届全国地层会议，当选为全国地层委员会主任。1987年8-9月，他作为第11届国际石炭纪地层地质大会的主席，主持了这次国际地质界的盛会。1991年9月，他作为中国代表团团长、上届会议主席，参加了在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯举行的第12届国际石炭纪一二叠纪地层地质大会。武衡在国家科委分工主管资源和能源的科技工作，他积极支持新能源与再生能源的科学研究，他先后领导了沼气、太阳能、风能、潮汐能的研究与开发。

    武衡担任的其他重要职务还有：国务院学位委员会副主任，全国人大常委兼教科文卫委员会委员，国家自然科学奖励委员会委员，中国图书馆学会顾问，中国档案学会顾问，中国国际文化交流中心副主任，中国技术市场研究协会顾问，中共中央第12、13届顾问委员会委员等等。他在中国科学技术事业的领导、组织、管理方面始终发挥着巨大的作用。他对党和人民的革命事业、科学技术事业忠心耿耿、勤勤恳恳的崇高精神和创下的光辉业绩永为人们所学习和赞颂。