1959年11月，开国大将王树声调任军事科学院第二副院长，协助院长叶剑英、第一副院长粟裕工作。1967年，由于叶剑英和粟裕都受到了冲击，王树声开始承担起实际主持军事科学院工作的重任。在此后的几年里，王树声顶住巨大的压力，为国防和军队做了大量的工作。
王树声
叶剑英刚受到冲击时，军事科学院内的一个红卫兵组织找到王树声，要他出具介绍信，以军事科学院的名义外出调查叶剑英的“问题”。王树声听后大怒：“你们外出调查我王树声，我马上让机关给你们写介绍信。你们外出调查叶剑英，就是打死我，我也不会批准！”
对方见王树声正气凛然，连忙灰溜溜地走了。
1969年11月，全军进行整编，当时的总参谋长黄永胜声称军事科学院摊子太大，人员太多，要“大砍一刀”，尽管王树声据理力争，但仍有不少干部的编制被砍掉了。
为了解决好编余干部的安置问题，王树声决定向各个大军区推荐干部，他还亲自来到了武汉军区去做工作。由于王树声在军队里的威望很高，再加上军事科学院干部的政治素质和业务素质都比较好，各大军区都接收了不少军事科学院的干部，并给他们进行了妥善的安置。
王树声（左）
70年代初，中央军委决定由军事科学院组织全军修改我军第一代战斗条令。王树声接到任务后，亲自带领调查小组赴济南军区、南京军区和福州军区等所属部队进行了20多天的调研。当时正值酷暑，气温达到了38度，王树声的身体并不好，有人劝他去庐山休息，因为庐山凉快，王树声听后大怒：“我这次来就是了解基层的真实情况的，去庐山怎么调研？”
在王树声的组织领导下，军事科学院与全军各单位共同努力，对我军第一代战斗条令和共同条令分批完成修改，并经中央军委批准，陆续颁发全军。
由于王树声领导有方，到1970年底，军事科学院的工作基本上走向了正轨。1971年，叶剑英主持中央军委工作，不再兼任军事科学院院长，他考虑到粟裕和王树声年龄大了，身体也不好，便建议由宋时轮担任院长。王树声对此十分支持，1972年10月22日，中央军委任命宋时轮任军事科学院院长，王树声任学院第二政委。
此时林彪虽然已经身亡，但以江青为首的“四人帮”野心却日益膨胀。有一天，王树声来到京西宾馆观看京剧《龙江颂》，演出结束后，朱德、江青等人上台接见演员，江青竟居中上台，朱德只好侧行，此时演员们高呼：“向江青同志学习！向江青同志致敬！”
江青
王树声对此十分愤怒，他在回家途中大骂：“这个家伙，敢欺负朱老总，向她学个屁！”
还有一次，王树声到北京饭店7楼出席阿尔巴尼亚大使馆举行的国庆招待会，招待会结束后，他和李先念、姚文元等人一同坐电梯下楼。姚文元出电梯口时，为了讨好王树声，主动伸出手来要和他握手，王树声却不理睬，然后转过脸去，只与李先念等人握手，弄得姚文元十分尴尬。
在回去的路上，警卫员提醒王树声说：“姚文元会恨您的。”
姚文元
王树声却说：“管他呢，王八蛋！”
1972年12月26日清晨，王树声的长子王鲁光在前往工厂上班时遭遇车祸，不幸高位截瘫。这对王树声的打击非常大，因为王鲁光的出生，实在是太不容易了。
王树声的妻子杨炬在怀王鲁光的时候，正值中原突围前夕，尽管王树声已经四十出头，很想当爸爸，但他考虑到战事紧急，还是对杨炬说：“战事在眼前，我不能关照你，是场恶仗，我们还是放弃这个孩子，等条件好了多生几个吧！”
杨炬同意了丈夫的请求，她买来打胎药，每天吃好几副，但肚子一直不见动静。后来杨炬才知道，是警卫员看王树声好不容易有了孩子，不忍心扼杀这个小生命，就在煎药时把最主要的两味药拿掉了。
王树声和杨炬
杨炬的肚子一天天变大，部队却即将突围，为了使部队轻装上阵，王树声决定把妻子先送到山东解放区去，杨炬为了不拖累部队，只好告别丈夫，她在两位同志的护送下，历尽千辛万苦，于1946年9月抵达山东临沂，两个月后，她生下了王鲁光。
王鲁光从小到大一直很争气，品学兼优，是全家的骄傲。但谁能想到，就在王鲁光刚刚大学毕业走向工作、并即将完婚成家时，竟会遭此厄运！
尽管王树声十分难过，但他还是说：“闭上眼睛，想想我们闹革命以来，牺牲了多少同志，我就想开了。放心吧，我顶得住！”当他听说肇事司机是刚从部队复员的战士、缺少驾驶经验时，便没有追究对方的责任。
此后王树声依然照常上班，他也会在百忙之余到医院探望卧床的儿子，鼓励儿子不要灰心丧气，要勇敢地与残疾作斗争。有一次，邓小平的儿子邓朴方坐着轮椅来看王鲁光，王树声鼓励他们两人说：“你们还年轻，党和国家培养了你们，你们应该为党和民族做一点事情。”
王鲁光
后来王鲁光和邓朴方一起，为我国残疾人事业的发展作出了重要的贡献。
正所谓祸不单行，1973年春天，由于长期超负荷工作，王树声病倒了，不得不住院治疗，后确诊为食道癌。杨炬得知以后，不禁大哭，王树声却说：“癌症有什么可怕的，大不了去见马克思嘛。有那么多战友去见了，也该轮到我了！”
到1973年年底时，王树声的病情越来越严重，医生决定为他大量输血，许多老下属也都争着要给他献血，但王树声执意不肯，他说：“谢谢同志们的好意。我反正就是这样了，再也不能浪费众多人的宝贵鲜血了！让大家留着健康的身体，好好保卫国家，为党、为人民工作吧！”
王树声和家人
1974年元旦刚过，王树声已进入弥留之际，周恩来亲自来到医院探望，他紧紧地握住王树声的手说：“党中央、毛主席了解你，你为中国革命作出了重大贡献！”王树声听了以后，泪流满面，泣不成声。
1974年1月7日9时57分，王树声不幸病逝，享年69岁。