作为一名科学家的丁文江，于1921年作出了一件令人惊讶的决定：把专职的地质调查所所长职务交给翁文灏来担任，而自己则到北票煤矿任总经理。引起他弃官当实业家的主要原因，是由于家庭经济拮据，为了找出一条克服穷困的路子来，不得不放弃科研，投身矿业。
1914年丁文江的父亲去世了，家里没有其他经济来源，依靠他的薪水来供弟弟们受教育，微薄的薪水哪能满足需要呢？实际上他早已担负起养家的重担了。27岁的丁文江为整个家庭的主心骨。他有5个弟弟，年纪很小，需要他的悉心照料。其中有3个弟弟与他属同父异母关系，是他留学期间出生的。他需要供4个弟弟和一个侄儿进中学和大学读书（其中一人在外国留学），还要接济一些生活贫苦的亲戚。为尽到这种义务，他每年要花费3 000元之多。不久弟弟文渊就要到瑞士和德国留学，路费和学费都要由他来筹集，手中没有钱是不行的。另外一个原因，就是由于反动军阀的干扰，科学工作受阻，有些事情真是“秀才遇到兵，有理说不清”。
由于家庭负担过重，对国家忧虑太深，使丁文江早年就有成为一名伟大科学家的理想受到冲击和干扰，只有绕过暗礁之后，再来拨正航向，朝科学的彼岸驶去。尽管如此，他仍然从事着科学普及的活动，他的精力越来越多地转向写一些通俗读物了。他收集了当代采矿操作技术的许多材料，写成了《外国矿业投资史料》和《五十年来中国的采矿业》。此外，在1921年至1926年期间，他还担任着地质调查所的《中国矿业纪要》的编辑，为读者编辑出版了许多好的科技文章。
学术上，丁文江曾对山东南部的峰县煤田进行了详细而深入的研究，为那里的中兴煤矿制订了开采方案。为龙煙铁矿的开发进行过研究，是龙煙铁矿的创办人之一。
丁文江前去当总经理的北票煤矿是个老矿，当时已经衰败不堪。1922年成立北票煤矿公司，由刘原生（丁文江的同乡，朋友）任董事长，丁文江任总经理，管理委员会的委员由7位商人、4位政府官员组成。在丁文江的主管下，一些技术问题都是由他来解决的。当时煤矿的采掘很落后，都是土法开采，这样只能采掘30%—50%的煤，而浪费70%—50%的煤。在丁文江推广了国外和山西的先进采掘方法之后，就可以获得90%—95%的煤了。此外，土法开采还把煤田破坏了，不能再进一步开采，因为原始的人工采掘，坑穴和洼地遍布，地表裂隙纵横，地下水逐渐上侵地表，而且灌满这些坑穴，煤矿就不能继续开采了。经过丁文江的规划、整治、开采条件得到改善，并逐渐转入正规，挽救了一个矿山。
20世纪20年代后期，在丁文江的操持下，北票煤矿已变成了经济效益很高的小型煤矿，变成了具有一定机械化程度的煤矿了。这时矿上已配备了最主要的机械设备，包括一座发电厂，可用来带动小型机械水泵、排风扇、轨道缆车和起重机，还有两台机械选矿装置。矿山职工发展到3 700人。
在丁文江等人的管理下，北票煤矿蒸蒸日上，它的发展走出了丁文江本人的预想。自1921年至1930年的10年间，原煤的生产数字完全可以说明他卓有成效的工作，这些数字是科学管理的成果。
当时，要发展北票煤矿的生产，除一些技术问题以外，还牵涉到国内的政治纷争。北票煤矿位于当时的热河省的朝阳县（现属辽宁省）境内，属于东北督军张作霖的管辖范围。因此，丁文江不得不经常去沈阳同当局谈判。北票的煤必须依靠京奉（北京至沈阳）铁路系统，把煤炭运到沈阳和营口等地，供沈阳做燃料之用。在营口装船外运，铁路运输费平均要比生产成本费多一倍，而且铁路运输不够正常，经常是有煤运不出去，这些问题都是由丁文江出面谈判，商讨解决。
在如何发展北票煤矿生产上，丁文江主张由私营企业转向与外国资本合资的企业，中国现有条件下，可以促进企业发展和提高技术效能，他支持中国政府关于鼓励中外联合开办矿业公司的方针。这种矿业公司要尊重中国的法律，中国资本名义上至少要占50%。在这种主张下，1922年由农商部统计的22个比较成功的企业中，绝大部分都是中外合资兴办的。
1922年8月出版的《努力周报》第14期，载有丁文江著的《裁兵计划的讨论》一文，可以看出丁文江的倾向，文章说：
“照我们国家的现状看起来……私人办的盐垦，四百万资本可足用，国家办起来，八百万未必就有成绩。包工修的路，一块钱一尺，可以支持三年，工兵修的路，两块钱一尺，还支持不了两年。人才的缺乏，组织的幼稚，官僚的恶习，聚在一处，哪里能有好的结果呢？”
丁文江最大的愿望是能有一个秩序稳定、忠于职守的政府，若是财政有了办法，财产有了保障，交通去了阻碍，国民经济，是没有问题的。
丁文江在北票煤矿的工作表明，他在工程技术方面的成就是比较突出和明显的。在他的努力下，技术问题得到一定程度的改善，机械化程度得以提高，煤的产量上去了，但是，不稳定的政治秩序，却阻碍着企业的发展，他的良好愿望只有落空了。
