Летом 1943 г. Каныш Имантаевич был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР и утверждён в должности председателя Президиума КазФАН СССР.

В том же году Сатпаев, по совету первого секретаря Фрунзенского райкома партии, подал заявление о вступлении в ряды Коммунистической партии. Он хотел сделать это, ещё будучи в Джезказгане, однако тогда, узнав о том, что он потомок бия, ему отказали. Но на этот раз, в 1944 г., ему был выдан билет члена ВКП (б). В том же году Президиум Верховного Совета КазССР присвоил Сатпаеву звание «Заслуженный деятель науки Казахской ССР».

В 1945 г., учитывая быстрые темпы развития КазФАН СССР, его руководитель Сатпаев был награждён вторым орденом Ленина. Также он был удостоен ордена Отечественной войны 2-й степени за мобилизацию ресурсов в годы войны (за марганец Джезды) и был приглашен руководством страны участвовать в знаменитом, легендарном параде Победы в июне 1945 г.

В 1944 г. Сатпаев стал задумываться над созданием в Казахстане Академии наук. С августа 1944 г. были начаты подготовительные мероприятия. Активно велась переписка с отделом науки ЦК КПСС.

1 июня 1946 г. состоялась официальная церемония открытия Академии наук КазССР. Два дня спустя, 3 июня, на первом общем собрании Академии, состоявшемся в зале заседаний Президиума Верховного Совета КазССР, Каныш Сатпаев был избран её академиком и президентом. В том же году Сатпаев был избран академиком Академии наук СССР и депутатом Верховного Совета СССР 2 созыва. В 1947 г. он был избран членом Президиума комитета по Ленинским и Государственным премиям при Совете министров СССР и оставался им до конца жизни.

Каныш Сатпаев стоит у истоков становления нефтяной геологии и геофизики, создания нефтегазовой отрасли в Казахстане. В конце июня 1946 г., спустя месяц после учреждения в Казахстане национальной Академии наук, К. И. Сатпаев создал в Гурьеве Урало-Эмбенскую научно-исследовательскую лабораторию, ставшую первым региональным центром академии. В 1960 г. на базе этой лаборатории был создан институт геологии и геофизики с филиалом в городе Актюбинске, а несколько раньше — институт химии и природных солей. Спустя годы эти учреждения стали крупными научными центрами, внесшими большой вклад в изучение и освоение нефтяных богатств Казахстана, создании в нем мощного нефтегазового комплекса.

В марте 1947 г. Каныш Сатпаев в качестве депутата Верховного Совета СССР встретился в Лондоне с Уинстоном Черчиллем, который в то время возглавлял оппозицию и принимал гостей дома. Черчилль поинтересовался национальностью Сатпаева. Когда ему сказали, что он казах, то удивился, что бывают такие «казаки». Пришлось объяснять, что казахи и казаки — вовсе не близнецы-братья. И тут выяснилось, что Черчилль вообще-то никогда не слышал о таком народе. Чтобы как-то сгладить неловкость, он спросил Сатпаева, который отличался монументальной фигурой: