与此同时，特勒又说服政府在1952年成立了第二个核武器实验室———利弗莫尔国家实验室，他首先出任顾问，又于1954年出任副所长，1958年到1960年出任所长。在此之后一直在那里担任顾问，直到1975年退休。
1990年在接受美联社记者采访时，特勒表示，创办并推动该实验室的发展是他一生所取得的重要成就之一。
在利弗莫尔实验室任职期间，他公开批评奥本海默，认为他当时提出的氢弹研制计划进展太慢，以至于让苏联后来居上。在“麦卡锡主义”盛行的20世纪50年代，奥本海默被怀疑是“苏联间谍”而被调查，而特勒则是该案的重要证人之一。
到了上世纪80年代，敏感激进的特勒又意识到了世界各国弹道导弹的威胁。他因此向当时的里根政府提出了旨在防御突发导弹袭击的“星球大战”计划，从而再次深远地影响了美国的国防政策。
特勒有着天马行空的想象力，去世以前曾设想通过向空中抛洒铝和硫的粉末，从而“给地球降温”。按照他的计算，向空中抛洒100万吨铝硫粉末，可以使日照减少1%，从而起到降温作用。特勒提出的办法是要模仿大规模的火山爆发。
但生物化学家们却给这种主张泼冷水，他们认为散布于空中的这些硫和铝的微粒很可能会严重干扰同温层。特勒还与人合作研究过其他使地球降温的方法：在轨道上部署5万面反射镜；发射一颗巨大的卫星于地球与太阳之间，以挡住部分太阳辐射。
对于外界对他的争议，他更愿以幽默的方式回应。在他晚年中风后，有一次医生问及他是否是那位“著名的特勒博士”，他答道：“不，我是那个臭名昭著的特勒博士。”(天吾)
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