Спустя год после саратовского съезда Вавилов выступил с изложением закона гомологических рядов на Международном конгрессе по сельскому хозяйству, проходившем в США. За океаном открытие советского профессора произвело сильнейшее впечатление. Портреты Вавилова печатались на первых страницах газет. После съезда Вавилову удалось поработать в лаборатории крупнейшего генетика Томаса Моргана, знаменитого своей теорией наследственности.
Верный своему обыкновению продолжать работу в любых обстоятельствах, Николай Иванович ещё на пароходе, по пути в Америку, начал излагать закон гомологических рядов по-английски. На обратном пути он завершил её и, сделав остановку в Англии, передал рукопись Бэтсону. Одобрив работу, тот рекомендовал её к печати, и она вскоре была издана типографией Кембриджского университета отдельной брошюрой.
Позднее, в начале тридцатых годов, академик В. Л. Комаров писал: «Параллельную изменчивость заметили и указывали на неё и Жоффруа Сент-Илер, и ботаник Гордон, и Ч. Дарвин, но только Н. И. Вавилов изучил её в полной мере и изобразил точно и определённо».
Родственные виды и роды, гласит сформулированный Вавиловым закон, благодаря сходству их генотипов, в значительной мере повторяют друг друга в своей изменчивости. В близкородственных видах растений разные формы и разновидности образуют соответствующие друг другу ряды.
Вавилов признавал значительную роль внешней среды в эволюции растений. Но первостепенное значение он придавал внутренним особенностям самого растительного организма; пути эволюционного развития зависят, прежде всего, от природных возможностей самого организма. В эволюционном развитии организмов нет хаоса, как это может показаться. Несмотря на ошеломляющее многообразие форм живого, изменчивость укладывается в определённые закономерности. Вавилов предпринял смелую и вполне удавшуюся попытку вскрыть эти закономерности, приподняв ещё одну из завес, скрывающих тайны природы.
Мысль о единстве многообразия — главная в замечательном вавиловском труде. Далее Вавилов развивал мысль о необходимости систематического изучения разновидностей в пределах видов, что крайне важно и для генетики и для агрономии.
Открытие закона гомологических рядов обогатило биологию. Вместе с тем этот труд служит растениеводам и селекционерам для практических целей, для лучшего познания и использования растений. Последователи Вавилова в нашей стране и за рубежом накопили за истёкшие десятилетия огромный фактический материал, подтверждающий всеобщность открытого им закона. Позднее Вавилов обнародовал получившую также широкую известность работу о центрах происхождения культурных растений. Оба открытия вкупе сделались чем-то вроде ботанического компаса. Стало более очевидным, что, как и где искать в растительном мире планеты, который ещё недавно казался безбрежным.
Применение нового закона позволило Вавилову поставить вопрос и о том, что все культурные растения Земли произошли из нескольких генетических центров. В начале 1921 года Вавилова вместе с группой сотрудников приглашают в Петроград, где в Царском Селе он организует Всесоюзный институт растениеводства.
Жена предпочла остаться в Саратове, найдя себе работу по агрономической части. Основания для такого решения у неё были. Она знала, либо догадывалась, что Николай Иванович увлечён другой женщиной. Но, судя по её поступкам, она была не из тех жён, которые стремятся наперекор всему сохранить брачные узы, поступаясь женской гордостью и чувством собственного достоинства. А Вавилов был не из тех мужей, которые готовы во имя сохранения тех же уз подавить, растоптать захватившее его чувство. Решение, мучительнейшее, трудное, было принято.
Елена Ивановна Барулина, студентка, а потом аспирантка Николая Ивановича, разделявшая его чувства, долго не решалась переехать в Петроград, несмотря на призывы Вавилова. Она пребывала в смятении. Лишь в середине двадцатых годов она прибыла в Ленинград и формально вступила в брак с Вавиловым. А в 1928 году у четы Вавиловых родился сын Юрий.
В своих воспоминаниях, помещённых в сборнике «Рядом с Вавиловым», профессор Гайсинский пишет: «Николай Иванович в те годы сравнительно часто наведывался в Рим. В одной из этих поездок его сопровождала супруга — Елена Ивановна Барулина. Она была его научным сотрудником, культурная, тихая и скромная женщина, на редкость преданная мужу».
Вавилов был внимателен к обоим сыновьям. Со старшим, Олегом, переписывался, даже находясь в путешествиях. После гибели отца Олега и Юрия опекал их дядя Сергей Иванович. Оба получили университетское образование, оба стали физиками.
Последние двадцать лет недолгой жизни Вавилова связаны с Ленинградом. Здесь в полной мере раскрылись его многообразные дарования. Здесь он создал получивший всемирную известность научный центр — Всесоюзный институт растениеводства. Здесь он растил молодых учёных. Здесь мужественно отражал нападки воинствующих неучей и авантюристов, насаждавших, при высочайшей поддержке, лженауку.
В двадцатые годы Вавилов стал общепризнанным лидером советской биологической и сельскохозяйственной науки. Николай Иванович очень хорошо понимал, что свои идеи необходимо подкреплять богатым научным материалом. Поэтому он разработал широкую программу научных экспедиций, в течение которых сотрудники института должны были собирать в разных странах образцы растений, чтобы создать в институте коллекции генетического материала.
В 1924 году Вавилов организует экспедицию в Афганистан, в районы, где до него не ступала нога европейца. Здесь он собирает исключительный по ценности материал. В 1926 году Вавилов совершает большую поездку по странам Европы, а также Северной Африки. И снова учёный привозит собранные им образцы растений. В последующие годы Вавилов посетил Японию, Китай, а также Южную Америку. Он уже собрал столько образцов различных растений, что его теория получила полное подтверждение. Сразу после поездки выходит в свет его вторая важнейшая работа «Центры происхождения культурных растений».
В 1929 году Вавилова избирают академиком и практически одновременно президентом Академии сельскохозяйственных наук. В то время ему ещё не исполнилось 42 года. Новый президент много сделал для того, чтобы наладить широкие контакты русских учёных с их коллегами из других стран. По его инициативе в 1937 году в СССР был проведён международный конгресс генетиков. Он был организован на базе созданного Вавиловым Института генетики Академии наук. Там собралась целая плеяда крупных учёных во главе с академиком Кольцовым, создавшим школу экспериментальной генетики. На стажировку к Вавилову и Кольцову стали приезжать учёные из всех стран мира. Одним из учеников Вавилова был, в частности, Г. Мёллер, впоследствии получивший за свои открытия Нобелевскую премию.
Но вместе с тем работать Вавилову становилось всё труднее и труднее.
Ещё в 1929 году был изгнан с работы ближайший его сотрудник, крупнейший биолог С. Четвериков. Начались нападки и на академика Кольцова. Может быть, судьба Вавилова не была бы столь трагичной, если бы на его пути не появился Трофим Лысенко, который оставил о себе в науке недобрую память: ведь именно благодаря его деятельности была ликвидирована советская генетика и репрессированы многие учёные. Конечно, трагедия Вавилова стала лишь небольшой частью того произвола, который творился при сталинском режиме, но она означала конец целой отрасли науки — генетики.
Начиная с 1939 года при негласной поддержке Сталина Лысенко и его сторонники проводили настоящий разгром генетической науки в СССР. А в 1940 году арестовали и Вавилова, который в это время находился в научной экспедиции. Следствие по его делу продолжалось долго. Но Николай Иванович Вавилов не прекращал научной работы и в заключении. Учёный умер в тюрьме 26 января 1943 года.
Николай Вавилов любил жизнь во всех её проявлениях Ходил в театр, когда выкраивал время. Читал много, жадно, быстро, не довольствуясь лишь одной научной литературой. Природа не часто одаривает людей так, как одарила она Вавилова, наделив его не только мощным талантом исследователя, но и способностью трудиться большую часть суток, уделяя сну не треть, а лишь пятую часть жизни. Он сумел распорядиться щедрым даром как нельзя лучше, заняв по праву достойное место среди классиков естествознания. Титульный лист международного журнала «Генетика», выходящего в Лондоне, обрамлён постоянной двойной рамкой, внутри которой начертаны имена крупнейших естествоиспытателей; среди них, рядом с именами Линнея, Дарвина, Менделя, — имя Вавилова.
