1974年，袁伟民退役回江苏，同年，国家体委决定解散女排老国家队。1975年，国家男女排大调整，已经退役的袁伟民被国家体委有关领导点将，出任国家女排主教练。1976年，袁伟民赴集训基地物色运动员，同年6月，新的国家排球队在北京成立，上任之初，袁伟民觉察到现代的排球已经成为高度、力量、速度和技巧相配合的排球，单一的速度加技巧的亚洲型打法，或力量加高度的欧洲型打法，都已不能称雄排坛，需要博采众长，创建一支中国式的、既有高度又有灵活性的、能攻能守、能高能快的全面型球队。他严格管理、狠抠细节，将日本女排的“魔鬼训练法”用到了中国女排的训练场上，在袁伟民、韩云波的带领下，中国女排经过不到一个月的短期训练，先后在北京、上海和南京等地迎战由著名教练小岛孝治任教的日本日纺队，取得全胜战绩。1976年10月，中国女排首次访问美国，同美国国家队进行了6场较量，以全胜战绩回国。

1977年11月，第二届女排世界杯，中国女排在决赛中以3-2击败古巴，但因负于日本和韩国，根据胜负局数计算屈居第四名，这是当时中国女排参加世界大赛以来取得的最好成绩。

1978年8月，在苏联举行的第八届女排世锦赛，中国女排以7胜2负获得第六名。赛后，袁伟民的教练组为解决强攻问题，破格启用身高1·84米的新秀郎平担任主攻手，取代杨希。

1979年6月，中国女排访日，取得了3胜2负的成绩。同年8月，在罗马尼亚举行的“托米斯杯”国际女子排球赛，中国队五战全胜获冠军。12月，中国女排在第二届女排亚锦赛上以6战全胜成绩夺冠。

1980年，中国女排全队平均年龄22·5岁，平均身高1·775米。技术全面，配合默契，作风顽强，进攻能快能高，防守方面6人都能拦能防，主力阵容整齐，替补力量雄厚，但中国未参加1980年奥运会。

1981年3月，中国女排以全部3-0的战绩获得在香港举行的第三届世界杯女子排球赛亚洲区预选赛第一名，以亚洲冠军身份参加了11月在日本举行的第三届世界杯排球赛。中国队首战3-0轻取巴西队。次战对苏联队，第二局一度0-9落后，袁伟民换上曹慧英，接9个发球8个到位，追至10平并胜出，且第三局零封对手，全场苏联队仅得18分。随后中国队以3-0连克韩国、保加利亚、古巴队，苦斗5局险胜美国队。11月16日，中国队决赛对阵日本队，只赢两局即可获得世界冠军。中国队前两局轻松取胜，随后被日本连赢两局。决胜局打到15平时，袁伟民叫了暂停，他先是盯着队员们一言不发，随后开口狂吼：“不获全胜，我们算什么世界冠军！”被叫醒的中国队随后依靠拦网得分险胜日本，以7战全胜战绩首次获得世界冠军，袁伟民获“最佳教练奖”。次日，人民日报评论员文章《学习女排，振兴中华》号召全国学习“女排精神”。

1982年3月，袁伟民率队访问秘鲁。4月，转战美国。6月，访问日本。9月，中国队出战在秘鲁举办的第九届女排世锦赛。预赛，中国队3-0战胜意大利和波多黎各，0-3负于美国。复赛首战，袁伟民出奇兵启用年轻队员梁艳、郑美珠，替下周晓兰、陈招娣，以3-0轻取古巴。随后中国队先后以3-0力克匈牙利、苏联和澳大利亚，晋级1-4名决赛。半决赛中国队3-0击败日本，决赛3-0战胜东道主秘鲁，首次问鼎世锦赛。1984年洛杉矶奥运会，中国队在小组赛以3-0轻取巴西和联邦德国，之后1-3不敌美国，但小分47-46领先。半决赛中国3-0战胜日本。8月8日决赛再战美国，首局战成14平后，袁伟民换上侯玉珠发球帮助球队连得两分取胜。中国队随后仅用时49分钟连胜两局，以3-0战胜东道主，获得奥运会金牌，实现“三连冠”伟业。