В Българска Академия на Науките Желю Желев е бил научен секретар на БАН в продължение на 5 години. От 1985 година е председател на Академичния съюзен комитет при БАН

В Института за ядрени изследвания и ядрена енергетика при БАН Желю Желев е бил заместник директор (1973).

В катедрата по атомна физика при Софийския униврситет е бил асистент (1950–1954). Избран е за професор през 1978 година

В Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна (Русия) е бил научен сътрудник (1959–1965), старши научен сътрудник (1965 – 1970), ръководител на научната група по "Магнитна ядрена спектроскопия" (1964–1970), заместник началник на отдел по "Ядрена спектроскопия и радиохимия (1966 – 1968) и заместник директор на Лабораторията за ядрени проблеми (1968 – 1970)

Societies:

Желю Желев е бил заместник председател на Дружеството на физиците в България и негов почетен член

Awards:

Медали: "Сто години БАН" (1969); "25 години народна власт" (1969)

Желю Желев е лауреат на Димитровска награда през 1984 година

Publications:

1. Ж. Желев, Л. Митрани, Н. Василева, Измерване броя на въздушните йони в работни помещения, Годишник на Софийския университет, Физико-математически факултет, т. 48, 1, ч. 1, с. 239-245 (1954)

2. Ж. Желев, Н. Йорданов, Л. Митрани, Относно абсолютната геологическа възраст на магнетит от Витоша, определена по хелиевия метод, Известия на Химическия институт, т. 5, с. 103-112 (1957)

3. Ж. Желев, Върху радиоактивността на българските изворни води, Известия на Физическия институт с АНЕБ при БАН, т. 9, кн. 1, с. 111-120 (1961)

4. Ж. Желев, И. Петков, Русско-Болгарский словарь по ядерной физике и технике, Москва (1965) 424 с.

5. Chumin V.G., Zhelev Z.T., Gromov K, J., Mahmudov B., Izv.AN SSSR, Ser. Fiz. 31 (1967) 146

6. I. Adam, B. Amov, S. Batzev, TS. Vylov, M. Enikova, Zh. Zhelev, M. Mihsilov, I. Penev, H. Protochristov, V. Tsupko-Sitnikov, Bulg.J.Phys, 2 (1975) No1, 12-30