En ese periodo aportó nuevas técnicas de diagnóstico neurológico (yodo ventriculografía; tomografía, que por carencia en la época de medios electrónicos no pudo integrar la computación, pero fue precursora de lo que hoy se conoce como tomografía computada; su combinación con el electroencefalograma, llamada tomo encefalografía). También durante esos quince años logró valiosos resultados investigando las herniaciones del cerebro que ocurren en sus cisternas (hernias cisternales) y los síndromes que ocurren tras una conmoción o traumatismo cerrado cerebral (síndromes post conmociónales); descubrió la enfermedad de Carrillo o papilitis aguda epidémica; describió en detalle las esclerosis cerebrales durante cuya investigación realizó numerosos trasplantes de cerebro vivo entre conejos, y reclasificó histológicamente los tumores cerebrales y las inflamaciones de la envoltura más íntima del cerebro (aracnoides), inflamaciones llamadas aracnoiditis.
Aprovechando la oportunidad que le brindaba el ascenso del Partido Peronista, a cuyo jefe Juan Perón, Carrillo había conocido dos años y medio antes, en 1946 decidió dedicarse a atacar las causas de las enfermedades desde el poder público a su alcance. Así se convirtió luego en el primer ministro de Salud Pública que tuvo la Argentina. Por ocho años desarrolló una innovadora y muy valiosa labor, pero renunció en julio de 1954, antes de que el segundo gobierno de Juan Domingo Perón fuera derrocado el 16 de septiembre de 1955. No obstante debió permanecer fuera del país. Exiliado, enfermo (hipertensión mal atendida), políticamente perseguido (el gobierno argentino de facto que produjo el derrocamiento presentó ante el de Brasil una protesta por prestársele a Carrillo ayuda médica, calificándolo de "prófugo"; sus libros y cuadros en Buenos Aires fueron saqueados) y tras padecer con su familia grave pobreza, falleció en Belem do Pará, Brasil, el 20 de diciembre de 1956. No obstante tales condiciones, durante ese año aún produjo trabajos de antropología filosófica.
Difícil es enumerar la prolífica obra del Dr. Carrillo frente a esta cartera. Llevó a cabo acciones sin parangón hasta nuestros días.
Aumentó el número de camas existentes en el país, de 66.300 en 1946 a 132.000 en 1954. Erradicó, en sólo dos años, enfermedades endémicas como el paludismo, con campañas sumamente agresivas. Hizo desaparecer prácticamente la sífilis y las enfermedades venéreas. Creó 234 hospitales o policlínicas gratuitos. Disminuyó el índice de mortalidad por tuberculosis de 130 por 100.000 a 36 por 100.000. Terminó con epidemias como el tifus y la brucelosis. Redujo drásticamente el índice de mortalidad infantil del 90 por mil a 56 por mil.
Todo esto, dando prioritaria importancia al desarrollo de la medicina preventiva, a la organización hospitalaria, a conceptos como la "centralización normativa y descentralización ejecutiva". Esta nada tiene que ver con la descentralización que solo responde a fines meramente económicos impuestos por los mercados. Carteándose con Norbert Wiener, el llamado "creador de la cibernética", Carrillo la aplicó al arte de gobernar con el nombre de cibernología, creando un Instituto de Cibernología o Planeamiento estratégico en 1951.
Declarado por entonces "ladrón de nafta", su figura y su obra fueron silenciados hasta el breve tercer gobierno de Perón (1973-1974). En esta etapa fue generalmente reconocido aunque sólo como mentor y ejecutor de un Plan Sanitario cuidadosamente diseñado y ejecutado, impartiéndose su nombre a numerosos hospitales e instituciones argentinas vinculadas a la salud pública. Suele atribuirse a la incomodidad que su ejemplo producía en políticos menos competentes el hecho de que luego su biografía e ideas permanecieron generalmente desconocidas, salvo reseñas en la tradición neurobiológica que Carrillo integró. Las grandes estructuras de varios hospitales que dejó sin completar nunca fueron habilitadas y fueron derribadas en este periodo, hasta tan tardíamente como en 2004. En 2005 su hermano Arturo Carrillo, sin ningún subsidio oficial, logró terminar de producir un libro que exponía la magnitud de sus logros y sacrificios.
Ello desencadenó que el 9 de diciembre de 2005 el gobierno argentino decretara a 2006 "Año de homenaje a Ramón Carrillo", produciéndose numerosos actos de desagravio y volviéndose a publicar las ideas de medicina social que guiaron su labor. Numerosos autores coinciden en que el legado más importante que dejó el Dr. Carrillo fueron las ideas, principios y fundamentos que acompañaron este accionar. Hacemos mención de algunas de sus frases más célebres:
"Los problemas de la Medicina como rama del Estado, no pueden resolverse si la política sanitaria no está respaldada por una política social. Del mismo modo que no puede haber una política social sin una economía organizada en beneficio de la mayoría"
"Solo sirven las conquistas científicas sobre la salud si éstas son accesibles al pueblo"
"Frente a las enfermedades que genera la miseria, frente a la tristeza, la angustia y el infortunio social de los pueblos, los microbios, como causas de enfermedad, son unas pobres causas"
