W tym samym czasie stworzył i kierował Pracownią Gleboznawstwa Melioracyjnego w Instytucie Melioracji i Użytków Zielonych w Lublinie. Od 1957 przez pięć lat był zastępcą sekretarza Wydziału V Polskiej Akademii Nauk.
W 1960 został członkiem korespondentem Polskiej Akademii Nauk, w 1969 – członkiem rzeczywistym. Zainicjował powstanie w 1968 Instytutu Agrofizyki PAN w Lublinie, gdzie stworzył nowy kierunek badawczy, tj. fizyka roślin i płodów rolnych; kierował nim do 1980. W 1969 otrzymał funkcję zastępcy sekretarza generalnego Polskiej Akademii Nauk oraz przyjął propozycję objęcia stanowiska kierownika Katedry Gleboznawstwa SGGW, w związku z czym zamieszkał w Warszawie. W 1970 katedrę przekształcono w Instytut Gleboznawstwa i Chemii Rolnej; prof. Dobrzański kierował nim do 1979. Bohdan Dobrzański został powołany na członka honorowego Węgierskiej Akademii Nauk i Wszechzwiązkowej Rolniczej Akademii Nauk ZSRR oraz Rolniczej Akademii Nauk NRD.
Był mężem Aliny z Chomickich (1927–2016), prof. dr. pediatry, dietetykaNapis na nagrobku [dostęp 2024-08-22].. Miał córkę Zofię i syna Bohdana.
Zmarł w Warszawie, pochowany na cmentarzu Wojskowym na Powązkach (kwatera B 20-8-5)