1955年，赵以成往返于北京和天津之间，进行筹备工作。赵以成在同仁医院主持组建神经外科，同时从上医、北医、协和等医院招收外科医生进行专业..，储备人才。
1958年9月1日，北京宣武医院开院。同年，9月28日，北京同仁医院神经外科的24名医务人员迁入新建成的宣武医院，并作为医院的重点科室。1959年4月，赵以成担任宣武医院经外科主任，1960年1月，北京市人民政府任命赵以成为宣武医院院长。1960年3月9日，我国神经外科学的第一个研究机构——北京市神经外科研究所在宣武医院成立，赵以成任第一任所长。
第一任北京市神经外科研究所所长、宣武医院院长赵以成与全所人员合影
赵以成重视并借鉴国外经验，紧密结合宣武医院实际，规划出一幅神经外科研究所的发展蓝图，带领神经外科团队付诸实践。在基础研究方面，先后建立起神经解剖、神经电生理、神经生化、神经病理、神经组织培养和神经放射等研究实验室；在临床研究方面，将神经外科分为颅脑外伤、脑肿瘤、小儿神经外科、脊髓及周围神经等专业组，从此，神经外科进入基础与临床研究紧密结合的快速发展时期。这种结构设置，形成临床与科研相互促进、人才培养与学科发展相互促进的良性发展新格局，推动着宣武医院神经外科迅速发展。
赵以成在宣武医院查病房时带领大家讨论颅脑X光片
期间，赵以成往返于京津两地间。只要在宣武医院，，他一定坚持查房，关心患者的情况，指导医生的临床工作。赵以成对待业务要求很高，查房、上课和病历书写都是用英语，并且在繁忙的临床和教学工作中，他时刻关注着国际学术动态，在期刊上看到对业务有帮助的新技术，都会督促下级医生和医务人员主动与国外联系，学习相关技术。在学术上的要求严格，帮助许多新进入到神经外科领域的医务人员快速成长。在赵以成的带领和培养下，王忠诚、赵雅度、陈炳恒、柴万兴、白广明、丁育基、雍成光、杨炯达、罗世琪、徐庆中、盛树力等青年骨干，迅速成为宣武医院乃至国内神经外科学界的栋梁和领军人物。
在宣武医院神经外科和研究所创建初期，赵以成就极重视学习和引进国外先进的医疗技术和学术理念。1959年，赵以成邀请苏联医学代表团来院访问。
1962年，..主席委托赵以成邀请赵以成的导师、白求恩大夫的老朋友、加拿大蒙特利尔神经病学研究所所长、英国皇家学会会员潘菲尔德教授和夫人访华并参加国庆观礼。国庆节后，赵以成邀请潘菲尔德教授来院访问和指导工作。在学术交流中，潘菲尔德教授屡次称赞赵以成的技术和学术成就，感慨地说：“青出于蓝而胜于蓝。”赵以诚因此成为开启宣武医院对外交流大门的第一人。
在宣武医院，赵以成与潘菲尔德师徒二人步入病房
