Después de regresar de estudiar en la Unión Soviética, Li Tingzhao fue asignado a trabajar en la planta de hierro y acero de Beiman en Qiqihar, Heilongjiang, y posteriormente trabajó en la planta de hierro y acero de Ma'anshan (1961-1964). y el Instituto del Hierro y el Acero de Beijing (ahora Universidad de Ciencia y Tecnología de Beijing, 1964-1976), que trabajó en el Ministerio de Industria Metalúrgica.
Tu Youyou siempre ha sido el amor platónico de Li Tingzhao. Después de graduarse de la universidad, se fue a estudiar a la Unión Soviética. Después de regresar a China, descubrió que Tu Youyou todavía estaba soltero, por lo que reunió el coraje para confesar su amor con valentía y formaron una familia feliz.
El 10 de diciembre de 2015, Li Tingzhao y Tu Youyou asistieron a la cena del Premio Nobel de 2015 celebrada en Estocolmo, Suecia.