A Catania nel 1947 fondò, dirigendola per tutta la vita, la casa di cura "Villa L'Ulivo" per malattie nervose, che negli anni settanta assunse la denominazione attuale di "Carmide", nome ispirato dall'omonimo dialogo platonico. Nel 1949 tornò a Roma e riprese i contatti con l'istituto di psicologia di Ponzo, allora sede del comitato nazionale per il coordinamento dei metodi di ricerca in psichiatria e psicologia, del quale divenne segretario, effettuando ricerche sui ratti grazie alle precedenti esperienze di laboratorio. In quegli anni partecipò — in veste di rappresentante dell'Università degli Studi di Catania — ai gruppi di lavoro dell'istituto nazionale di psicologia del Consiglio Nazionale delle Ricerche. Nel 1952 divenne professore incaricato di psicologia alla facoltà di lettere e filosofia dell'Università di Catania, sostituendovi Fabio Metelli, il quale aveva insistito affinché Majorana prendesse il suo posto. Fondatore dell'istituto di psicologia universitario grazie ai finanziamenti del CNR, nel 1955 ottenne la libera docenza in clinica psichiatrica e fondò e diresse fino al 1985 la scuola magistrale ortofrenica regionale (SMOR) per la formazione degli insegnanti abilitati al recupero dell'handicap.