1951年5月，中央人民政府和西藏地方政府签定了关于和平解放西藏的17条协议，从此西藏的历史翻开了新的一页，西藏的地质矿产调查工作也进入了一个新的历史时期。40年来西藏的地质矿产勘查工作，大致经历了以下3个阶段：
（一）1951—1965年
新中国成立后，面临着恢复和发展经济的艰巨任务，社会主义建设事业对矿产资源的迫切需求，使我国的地质矿产勘查工作得到了空前的发展。中央人民政府更加关注刚刚摆脱农奴制度枷锁的西藏，于1956—1957年和1960—1963年两度成立了西藏地质局，加强西藏的地质勘查工作。职工人数最多时达1077人（1956年）和1119人（1960年）。1963年以后西藏地质局撤消，只保留一个地质大队，职工人数508人，由西藏工业建筑地质局管理。对于西藏这样一个面积如此辽阔的地区，只有一支地勘队伍显然力量是不足的，加之西藏没有开展基础地质工作，资料十分缺乏，因而这一阶段的地质工作局限于路线地质调查和矿点检查，工作方法比较单一。比较重要的地质工作有：
1951年3月，中国科学院西藏工作队地质组，以李璞教授为首的9名地质学家来西藏进行路线地质和矿产地质调查，东起金沙江，经昌都、丁青、波密、拉萨、日喀则至定日，南抵雅鲁藏布江，北达那曲及其西部的伦坡拉、奇林湖一线。历时18个月，行程1.8万公里，调查取得了大量的地质矿产资料，著有《西藏东部地质及矿产调查资料》一书，影响深远，对以后开展西藏地质矿产调查工作起着指导作用。
50年代，地质部石油局青海普查大队在藏北湖区进行以找石油为主的1∶100万区域地质调查，面积11.2万平方公里；西南地质局1956年派出一个分队在藏东北的丁青地区寻找铬铁矿；新疆地质局在西藏西部的阿里地区检查了煤、铁和云母等矿点；中国科学院地质研究所1955年沿雅鲁藏布江进行路线地质调查；两届西藏地质局下属的煤田地质队、藏北地质队和藏南（拉萨）地质队，分别在藏北土门、拉萨和泽当至日喀则一带开展找煤地质工作，在藏北班戈、杜佳里等地进行以硼为主的盐湖矿产普查，还在藏南罗布莎发现了铬铁矿，在墨竹工卡县发现了甲马赤康铜铅锌多金属矿。
60年代初，西藏地质大队在藏东检查了煤、铁、铜、硫、砷、盐等矿点，还对拉萨附近的多金属矿、高岭土矿点和藏南的砂金、云母、水晶，藏北的煤、铬铁矿等矿点进行了矿点检查或者普查。与此同时，配合矿产地质工作还进行了大量的槽探工程及少量的坑探、钻探工程和物探工作。
这些工作取得了显著的成效。班戈湖和杜佳里的硼矿曾在1958—1961年进行了大规模的开采，3年共采原硼19.66万吨，精硼2.726万吨，为国家做出了重要贡献。藏北土门格拉煤矿也为地方开采利用。藏南罗布莎铬铁矿的发现，为以后该矿床的普查评价提供了最早的地质依据。
（二）1966—1978年
在此期间，虽有“文化大革命”的干扰，但西藏的地质工作并没有受到太大的影响，不但取得了一批重要的地质成果，西藏的地质队伍还有了较大的发展。
1966—1967年，由内地成建制抽调了铬铁矿、石油和煤炭3支专业队伍到西藏开展找矿工作，分别组成了西藏第二、三、四地质大队，加上西藏原保留的一大队，共4个地质大队，拥有职工2842人，且方法配套、工种齐全、技术力量雄厚，大大充实了西藏地质工作力量。1972年7月，第三届西藏地质局成立，加强了对西藏地质勘查工作的组织领导和管理。至1978年共发展到下属8个地勘单位，全局职工人数达到5961人。
西藏1∶100万区域地质调查于1974年由专业区调队伍按正规图幅进行，这是西藏基础地质工作的起步，意义重大。在找矿工作方面，西藏第二地质大队先后评价了藏北安多县东巧铬铁矿床和藏南罗布莎铬铁矿床，并提供工业部门和地方开采，已经产生了巨大的经济效益；西藏第一地质大队在藏东发现并评价了玉龙特大型斑岩铜矿，其中伴生的许多金属矿产也达到了大型规模，同时在玉龙外围，又相继评价了马拉松多大型铜矿和多霞松多大型铜矿，并发现了10个新的小型铜矿床、矿点，确立了一个北东-南西方向展布的长达400公里的斑岩铜矿带，这个矿带在全国也具有十分重要的意义和巨大的找矿前景。与此同时，第一地质大队还先后评价了察雅县卡贡中型规模的沉积变质铁矿床、江达县加多岭中型玢岩型铁矿和类乌齐县马查拉、贡觉县寺盖拉和察雅县巴贡等小型煤矿。西藏第五地质大队评价了由青海区测队发现的安多县帮爰乡当曲大型菱铁矿。
为满足拉萨市对电力的迫切需要，西藏综合大队（后改为区调队）和物探大队先后于1973年和1974年开始在当雄县羊八井地热田进行物探普查，根据低电阻率异常，西藏第三地质大队于1975年进行钻探，发现高温高压地热流体。为加强地热勘查工作，西藏地质局于1976年专门组建了地热地质大队，在羊八井全面开展地质勘查和地热资源评价。1977年，西藏工业部门开始在羊八井建厂发电，并逐步扩大开发规模增加发电量，大大缓解了拉萨市用电的紧张状况。
（三）1979—1991年
我国进入了改革开放和经济体制转变的新时期。随着这一转变，西藏地矿局的队伍也经历了一个由发展到收缩的过程。1979年职工人数最多，达6300人，年开动钻机最高达14台。以后逐年减少，到1991年底，在岗职工为2540人，其中藏族职工约占一半，专业技术人员约占三分之一，地勘队伍由8个调整为7个。队伍调整了，人数减少了，但地质工作研究程度却有了很大提高。1984年完成了全区1∶100万区域地质调查，填补了我国大陆1∶100万区调的最后空白。在国家计委的大力支持和地矿部的关心指导下，通过招标，从内地引进专业队伍，大面积地开展了1∶20万区域地质调查和1∶20万、1∶50万区域化探工作。区调工作面积为16.3万平方公里，区域化探面积达到40.8万平方公里。规模之大，方式之新，速度之快，要求之严，质量之高，在西藏地质工作史上是绝无仅有的，在全国也是不多见的。通过此项工作，不仅大大提高了西藏的地质工作程度和研究水平，而且还发现了数以千计的化探异常和矿点，圈出了各类找矿靶区200多个，经过进一步的异常查证和矿点检查，新发现数十处重要矿产地和普查基地。1989年和1991年由西藏区调队完成的《西藏区域地质志》和《西藏区域矿产总结》，第一次对西藏地质构造特征和矿产资源概况进行了全面系统的总结；《1：150万西藏板块构造-建造图》（西藏地质科学研究所，1989）和《喜马拉雅及邻区蛇绿岩和地体构造图》（西藏区调队，1990），用新的理论和观点阐述了西藏地质构造及演化特征。
在矿产勘查方面，这一阶段的工作重点是铬、金、铜、铅锌、硼、地热和宝玉石等矿产资源。在此期间，也有一些重要发现，取得了一批重要成果。第二地质大队在完成了罗布莎铬铁矿床的详查和勘探工作之后，于1989年在罗布莎岩体中段的香嘎山铬铁矿区评价了一处中型铬铁矿床，已由地方和第二地质大队分别开采。第一地质大队和物探大队于1982—1985年在藏东贡觉县油扎评价提交了一个中型盐矿床。第六地质大队在1980年评价了曲水县娘规大型刚玉矿床，并于1985年在班戈县发现了银措大型紫水晶矿床。第五地质大队在经过多年摸索之后，1989年在砂金找矿方面获得重大突破，在申扎县崩纳藏布发现大型砂金矿，1993年提交了勘探报告。同时发现和评价了改则县麻米错大型硼矿。第六地质大队对墨竹工卡县甲马赤康以铜为主的多金属矿床的普查工作也取得了重要进展，而且发现了藏北安多县以西很有找矿前景的锑矿带。地热地质大队在1984年完成了羊八井浅层热储的评价之后，于1988年与物探队共同完成了那曲地热田的评价，现已建厂发电；1991年提交的羊易高温地热资源评价报告，可供开发利用。总之，这一时期是西藏基础地质工作和矿产勘查工作都取得巨大进展的一个重要阶段。