W 1944 z-ca Szefa Biura Ekonomicznego PKWN. Od 1944 do 1948 w PPR, następnie w PZPR. Od stycznia do października 1945 podsekretarz stanu w Ministerstwie Aprowizacji i Handlu, od października 1945 do kwietnia 1947 podsekretarz stanu w Ministerstwie Żeglugi i Handlu Zagranicznego, od marca 1947 do czerwca 1949 podsekretarz stanu w Ministerstwie Żeglugi. Od 1950 profesor Uniwersytetu Warszawskiego. W latach 1949–1952 kierownik Wydziału Nauki i Szkolnictwa Wyższego KC PZPR. od 1952 do 1957 sekretarz Wydziału Nauk Biologicznych PAN, od 1957 kierownik Zakładu, później Instytutu Ekologii PAN, od 1952 członek PAN.
Od 1952 członek korespondent, od 1966 członek rzeczywisty Polskiej Akademii NaukCzłonkowie PAN: Skorowidz. Organizator i kierownik Instytutu Ekologii PAN w Dziekanowie Leśnym. Był aktywnym propagatorem teorii Trofima Łysenki, dopiero po 1960 zaprzestał jej głoszenia. W latach 1952–1959 prezes Polskiego Towarzystwa Przyrodników im. Kopernika. Przewodniczący powołanej 5 lipca 1952 roku Komisji Ewolucjonizmu PAN (jego zastępcą był Włodzimierz Michajłow). Z inicjatywy Komisji Ewolucjonizmu powołano w 1955 roku Ośrodek Dokumentacji Ewolucjonizmu, koordynowany przez Petrusewicza. Dorobek wydawniczy Ośrodka obejmuje tłumaczenia najważniejszych prac dotyczących problematyki ewolucji, w tym prace Karola Darwina.