Большое значение для организации плановых исследований имела деятельность комиссий Академии наук. Историческая комиссия объединяла и координировала исследования в области истории. При Отделении математических и естественных наук функционировали комиссии: по изучению атомного ядра, по метеоритам, по комплексному изучению Каспийского моря, по ирригации. Объединению научных сил способствовал Технический совет, организованный в начале 1935 г. и возглавлявшийся академиком Г. М. Кржижановским.

После ликвидации Коммунистической Академии в феврале 1936 г. и передачи ее институтов и научных кадров в ведение Академии наук СССР в одном государственном научном центре была объединена деятельность научных учреждений в области технических, естественных и общественных наук.

Это привело к значительному расширению работ в области общественных наук — истории, философии, экономики, права и некоторых других дисциплин. На базе аграрного и экономического институтов Комакадемии был создан Институт экономики. Институт истории Комакадемии с его ленинградским отделением и Историко-географический институт АН СССР в Ленинграде были объединены в Институт истории. В систему Академии наук были включены институты: Философии, Советского строительства и права, Мирового хозяйства и мировой политики, библиотека (позже названная ФБОН). В 1937 г. в ведение Академии наук перешла Государственная академия истории материальной культуры, преобразованная в Институт истории материальной культуры им. Н. Я. Марра (ныне Институт археологии).

Вместе с тем основной рост числа институтов Академии наук шел за счет внутреннего развития, путем отпочковывания от старых институтов новых подразделений, преобразования выросших крупных лабораторий в самостоятельные институты.

Так был создан Физический институт АН СССР, который в 1934 г. выделился из Физико-математического института АН СССР, в ноябре 1933 г. на базе Лаборатории генетики был создан Институт генетики, который возглавил академик Н. И. Вавилов, в 1934 г. возник Биохимический институт, Институт горных ископаемых, Микробиологии, Коллоидно-электрохимический, Эволюционной морфологии и палеозоологии им. А. И. Северцева, в 1935 г. — Институт химической физики во главе с академиком Н. Н. Семеновым.

Одновременно проводилась большая работа по укрупнению небольших научных подразделений, созданию современных научно-исследовательских центров, так были созданы Институт антропологии и этнографии (1935 г.), Институт общей и неорганической химии (1934 г.), Институт органической химии (1934 г.) и др.

На новую ступень в своем развитии поднялись ранее созданные Академия наук Украинской ССР и Академия наук Белорусской ССР. К 1936 г. действовали шесть филиалов Академии наук СССР — Азербайджанский, Армянский, Грузинский, Казахский, Уральский, Дальневосточный и три базы — Кольская, Северная, Таджикская.

Научно-исследовательские институты были созданы в Башкирской, Бурят-Монгольской, Дагестанской, Марийской и других автономных республиках. Они активно включились в изучение естественных богатств, истории, культуры, языка, народного творчества своих республик.

Кроме научных, учреждений Академии наук, расширилась система отраслевых научно-исследовательских институтов, обеспечивающих нужды различных наркоматов.

За годы второй пятилетки особенно сказалось пополнение кадров науки молодежью, получивших образование в условиях советского строя. Основной формой подготовки молодых научных кадров по-прежнему служила аспирантура.

Молодые ученые работали в тесном сотрудничестве с учеными старшего поколения, которые к тому времени окончательно встали на путь активного участия в социалистическом строительстве.

Совершенствованию квалификации научных кадров и повышению уровня их исследовательской деятельности способствовало введение в 1937 г. нового порядка присуждения ученых степеней и званий (кандидата наук и доктора наук, ассистента, доцента и профессора). Этот порядок предусматривал защиту диссертаций для соискателей кандидатской и докторской степени.

В многочисленных областях советской науки трудились сформировавшиеся отряды научных работников. Выдающиеся успехи были достигнуты советскими учеными в годы второй пятилетки во всех областях науки. Физики вели теоретические исследования в области строения атомного ядра и выяснения природы элементарных частиц, исследования по статической физике, по квантовой электродинамике, работы по физике кристаллов, по вопросам физической оптики, фотолюминесценции, теории колебаний, в области физики диэлектриков и молекулярной физики и в других направлениях. Академиком С. И. Вавиловым была разработана теория люминесценции.

Работы советских физиков и физико-химиков (Н. Н. Семенова, Д. В. Скобельцына, Л. И. Мандельштама, Г. С. Ландсберга и др.) внесли крупный вклад в развитие ядерной физики. Творческие усилия работников химической науки способствовали налаживанию производства в СССР искусственных удобрений, синтетического каучука, переработки нефти и созданию новых видов сырья. В этой области плодотворно трудились такие видные ученые, как С. В. Лебедев — основоположник промышленного способа получения синтетического каучука, А. Е. Фаворский и др.

Достижения советской физиологической науки были отмечены на Международном конгрессе физиологов, проходившем в августе 1935 г. в Ленинграде. Иностранные ученые в своих выступлениях на конгрессе выражали восхищение успехами школы И. П. Павлова и советской физиологической науки.

В июле 1937 г. в Москве проходил Международный конгресс геологов. Конгресс уделил основное внимание проблеме нефти и подсчету ее мировых запасов, вопросам геологии каменноугольных месторождений, геологии Арктики и др.

Достаточно широким фронтом проводились географические исследования. Летом 1937 г. советские летчики высадили на Северном полюсе арктическую экспедицию. Девять месяцев, до февраля 1938 г., дрейфующая станция «Северный полюс-1» в составе И. Д. Папанина, П. П. Ширшова, Э. Т. Кренкеля и Е. К. Федорова находилась во льдах Арктики. Результаты исследований этой станции имели большое научное значение.

Огромный вклад в эти годы был внесен советскими учеными в развитие математики, астрономии, механики и других точных наук. Были достигнуты успехи в исследованиях в области аналитической теории чисел (руководитель академик И. М. Виноградов), теории групп (Л. С. Понтрягин), теории множеств (М. В. Келдыш), теории функций комплексных переменных (М. А. Лаврентьев), теории дифференциальных уравнений (С. Л. Соболев) и др.¹²⁸⁸

Дальнейшее развитие получили прикладные работы технического характера. Развитие техники позволило более быстрыми темпами проводить механизацию трудоемких и тяжелых работ. В первую очередь механизировались горнорудная, каменноугольная, металлургическая промышленность, лесозаготовки, торфоразработка, погрузочно-разгрузочные работы.

Так, на базе отечественного угольного машиностроения стало возможным в годы второй пятилетки построить высокомеханизированные мощные шахты и технически перевооружить действующие угольные предприятия. Были созданы первые советские угольный и проходческий комбайны. Впервые в мировой горной науке и практике проводились опыты по гидравлической добыче угля подземным способом и газификации угля.

Технические достижения отмечались в области электроэнергетического строительства. В 1933 г. в СССР была построена паровая турбина мощностью в 25 тыс. квт при 3000 об/мин. с промежуточным отбором пара, а в 1937 г. была создана быстроходная турбина с промышленным регулируемым отбором пара мощностью 50 тыс. квт. Благодаря успехам отечественного турбостроения с 1934 г. импорт паровых турбин был прекращен. В 1932—1933 гг. ЛМЗ создает поворотно-лопастную гидротурбину для Нижне-Свирской ГЭС мощностью 2470 квт (напор 11 м), в 1937—15000 квт, а вскоре в 1940 г. — 65000 квт¹²⁸⁹. Большая работа проводилась по созданию объединенных энергосистем. В 1933 г. введена в действие первая в стране линия электропередач напряжением в 220 квт в Ленинградской энергосистеме. Шло формирование Среднеазиатской, Белорусской, Харьковской, Горьковской, Сталинградской, Уральской и других энергосистем.