Sau hiệp định Genève 1954, Văn Cao hồi cư về Hà Nội, làm việc cho Đài Phát thanh, nhưng rất ít sáng tác. Năm 1955, ông cầm bút trở lại, viết bài cho đặc san Giai Phẩm. Tháng 2 năm 1956, bài thơ Anh có nghe không được đăng trên Giai phẩm mùa Xuân. Bài thơ này bị Xuân Diệu đánh giá là "lập lờ, ấp úng, bí hiểm, hai mặt, tuy nhiên công chúng cũng hiểu nó muốn nói gì"[19]. Văn Cao cùng các nghệ sĩ của hai tờ báo Nhân Văn và Giai Phẩm khi đó chủ trương đòi hỏi tự do văn nghệ, sáng tác. Đến tháng 12 năm 1956 thì cả hai tờ báo đều bị đình bản.

Như những nghệ sĩ khác của nhóm Nhân Văn-Giai Phẩm, tuy có muộn hơn, đến tháng 7 năm 1958, Văn Cao phải đi học tập chính trị[20]. Tên tuổi của Văn Cao hầu như không còn xuất hiện trên các tạp chí văn nghệ ở Hà Nội. Những năm sau đó, Văn Cao tiếp tục bằng nhiều công việc, như viết nhạc không lời cho các truyện phim và truyện kịch, trang trí sân khấu cho các đoàn kịch, vẽ quảng cáo các báo, vẽ nhãn diêm... Các tác phẩm của ông, cũng như các ca khúc lãng mạn tiền chiến khác, không được trình diễn ở miền Bắc, trừ bài quốc ca. Giai đoạn này, Văn Cao hầu như không còn sáng tác. Đến cuối năm 1975, Văn Cao viết Mùa xuân đầu tiên, nhưng ca khúc bị phê bình là không đi đúng đường lối của Đảng, không phục vụ cho Cách mạng, vì thế bản nhạc mới phát hành đã bị tịch thu[cần dẫn nguồn]. Chưa rõ điều này có đúng không [cần dẫn nguồn] nhưng theo VnExpress "ca khúc được đăng ngay lần đầu tiên trên báo Sài Gòn Giải Phóng số mừng xuân Bính Thìn, đồng thời lập tức được dịch lời và in ở Nga"[21]. Nhưng các chương trình Việt Ngữ tại Moskva vẫn cho trình bày bài hát, và nhờ vậy Mùa xuân đầu tiên đã không bị lãng quên[22]. Văn Thao, người con trai của Văn Cao, tiết lộ tiếp rằng: "Nhưng cũng thật bất ngờ (không hiểu bằng con đường nào), trong cái năm 1976 ấy Mùa xuân đầu tiên được in ở nước Nga và được Liên Xô trả nhuận bút cho tác giả 100 Rúp. Văn Cao phải viết giấy uỷ quyền qua sứ quán để con gái ông đang học bên đó lĩnh hộ. Ông bảo con gái: "Con cứ lấy mà tiêu, ở nước mình bao lâu nay bố có được biết đến đồng nhuận bút tác phẩm nào đâu."[23]

Năm 1981, Việt Nam phát động phong trào cả nước thi sáng tác quốc ca nhưng sau đó không công bố kết quả, cuộc thi cũng không được nhắc lại. Bài Tiến quân ca vẫn là quốc ca của Việt Nam. Cho đến cuối thập niên 1980, nhờ chính sách Đổi Mới của Tổng bí thư Nguyễn Văn Linh, các tác phẩm của Văn Cao cùng những nhạc sĩ tiền chiến khác được biểu diễn trở lại.