1957年2月，原交通部水运科学研究院筹备处所属人员并入，有关港口航道工程等科研任务进一步增加，广州路地区房屋场地已远远不能满足工作需要，乃在南京虎踞关附近征购土地77675平方公尺（合116.5亩）。1957—1966年期间，在虎踞关地区陆续兴建了河港研究所的水槽试验厅、河道试验厅、潮汐河口模型试验厅、港口模型试验厅；土工和材料结构研究所的土材试验大楼，技术情报室和图书馆。在广州路地区，先后兴建了渗流试验室、船闸试验棚、水工试验棚以及水洞和减压箱试验室等。至1966年底，全所共有房屋建筑面积35800多平方公尺，包括科研用房21604.4平方公尺，技术服务用房3406.0平方公尺，管理部门用房991.9平方公尺，生活设施等用房9858.6平方公尺。

在虎踞关地区有露天试验场地约10000平方公尺，广州路地区因建水工试验棚后，露天试验场缩小至2000平方公尺左右。

1967—1976年期间，1967年建成了放射性同位素试验室，1975年建成了潮汐河口试验厅和港口试验厅，分别承担当时急需开展的长江口航道整治和援助毛里塔尼亚友谊港试验研究任务。1976年底，全所共有房屋建筑面积37286.6平方公尺，包括科研用房21604.4平方公尺，以及技术服务设施和管理用房未有变动，生活设施等为11284.3平方公尺。由于兴建了潮汐河口试验厅，虎踞关地区露天试验场地缩小到3000-4000平方公尺。

1977—1984年， “文革”后，特别是党的十一届三中全会确定党的工作重点转移到社会主义建设上来以后，南科所不仅在科研项目数量上有较大增加，而且业务范围也不断扩大和深化。从1977年到1984年，水工研究所建成了高速水流试验室；河港研究所建成了不规则波港池试验厅、内河航道试验棚、水利枢纽泥沙试验厅；材料结构研究所建成了结构试验楼；土工研究所建成了土工试验楼、模型试验厅、大三轴实验室。原来土材大楼土工试验室及办公用房，全部交由材料结构所应用；为了引进国外电子计算机用房需要，又建成了电子计算机楼；原有图书馆不敷应用，进行了扩建，在生活设施方面，建成了8幢职工宿舍大楼及生活服务楼等。

至1984年底止，全所共有房屋建筑面积66624.3平方公尺，包括科研用房38634.2平方公尺，技术服务用房4653.4平方公尺，管理部门用房1066.9平方公尺，生活设施和其它用房22269.8平方公尺，

南科所经过40余年的发展后，特别是改革开放以来，由于承担了国家很多重点工程试验研究项目，如大型水利枢纽、高水头水电站、沿海港口河口、内河航道等，原来广州路地区和虎踞关地区场地已远远不能满足需要。为适应国家经济建设发展和所科研工作需要，经水利电力部和交通部同意，并以（78）水电技字第261号文批准在南京近郊征地新辟试验场一处，南京市规划局宁革规字（80）96号文批准同意在南京近郊铁心桥秦淮新河南岸压废土区一带定点，1982年11月份正式划定第一期征地266.7亩红线范围，同年12月9日在南京市雨花台区城交科主持下，同铁心桥乡政府、中路王大队正式进行征地谈判，在市、区主管征地部门的支持下，于1983年6月14日草签了征地协议，7月29日又与雨花台区建筑工程公司草签了征地所带劳动力安置协议。1983年7月向水电部、交通部提交《请示批拨铁心桥试验基地征地投资报告》（［83］基发字第502号），经水利电力部和交通部1983年8月《关于铁心桥试验基地征地投资的批复》 （［83］水电技字第65号）的批准，同意在铁心桥征地266.7亩，总费用190万元（包括土地补偿、树木青亩补偿、劳力安置以及测量、方案规划、迁坟、迁移地下军用通信电缆线等费用），在江苏省人民政府和南京市人民政府办了征地手续。