Em 1967, Carmen Portinho é nomeada diretora da Escola Superior de Desenho Industrial (ESDI), concebida a partir do projeto de Escola Técnica de Criação, que o artista e designer Tomás Maldonado tinha desenhado para o MAM Rio nos anos 1950, quando ela trabalhava no museu.
Durante sua gestão, que desempenharia até 1988, Portinho luta pela valorização do desenho industrial no país, defende alunos das perseguições da ditadura militar e protege a escola contra a especulação imobiliária, conseguindo a doação definitiva do terreno. Acompanha também o processo de incorporação da ESDI à UERJ, em 1974.
Na Escola, Portinho promove um diálogo constante entre arte e design, mantendo um equilíbrio entre concepções funcionais e outras mais interessadas em processos de criação. Palestras com artistas como Hélio Oiticica e a realização de exposições como O artista brasileiro e a iconografia de massas, organizada por Frederico Morais em 1968, contribuem para essa visão ampla de uma pedagogia do design.
A relação com o MAM Rio continua com a organização de três Bienais Internacionais de Desenho Industrial que acontecem no museu, a primeira delas em 1968. Portinho abre também espaço na Escola para a Associação Brasileira de Críticos de Arte, da qual acaba sendo diretora em 1988.
Após sua saída da ESDI em 1988 e até 2001, Portinho mantém contato com a universidade como assessora do Centro de Tecnologia e Ciências da UERJ.