В 1929 г. Е. О. Патон избран действительным членом Академии наук УССР. В том же году он организовывает Электросварочную лабораторию и Электросварочный комитет при Академии наук республики для проведения научно-исследовательских работ по электросварке. Под руководством ученого осуществляется целая серия оригинальных поисковых экспериментов по исследованию прочности и надежности сварных соединений, а также сравнение их с клепаными… На долгие годы целью его научных разработок становится создание механизированного и автоматизированного сварочного оборудования, которое по производительности и качеству шва могло бы соперничать с ручной сваркой. Понимая неразрывную связь научных проблем, инженерных задач и производственных целей, Е. О. Патон всю свою энергию направляет на организацию научно-исследовательского института. И добивается своего. В 1933–1934 гг. на базе Электросварочной лаборатории Создается первый в мире Институт электросварки АН УССР. Директором и научным руководителем института утвержден академик Е. О. Патон. Думая о кадрах, в 1935 г. он открывает кафедру сварки в КПИ.
В 1939 г. он с группой учеников и сотрудников Института электросварки создает метод скоростной автоматизированной сварки под слоем флюса, названный позднее в его честь «методом Патона». В марте 1941 г. за эти разработки ученому присуждается Государственная премия СССР.
В начале 40-х годов все ладилось в жизни Евгения Оскаровича. Внедрялась в производство его автоматизированная сварка под флюсом, до июня 1941 г. метод Патона уже освоили на 18 заводах страны. Заканчивали получение высшего образования сыновья — Владимир (1917 г. рождения) и Борис (1918-го), которые должны были стать надежными помощниками и продолжателями его дела. Но внезапно мирные трудовые будни перечеркнула война.
Евгений Оскарович вместе с институтом эвакуируется на Урал. Уже в январе 1942-го прочные сварные швы скрепляли броню знаменитого танка Великой отечественной Т-34. Прямо с конвейера они шли на фронт отстаивать в боях честь и независимость родной земли. Именно «тридцатьчетверка», выпущенная на Уральском заводе, застыла на постаменте в Киеве в ознаменование освобождения столицы Украины. Все швы его башни и бронированного корпуса выполнены автоматизированной сваркой под флюсом. Метод Патона тоже громил врага!
Е. О. Патон возле танка, созданного с применением автоматического сваривания. 1944 г.
В 1943 г. Евгению Патону присваивают звание Героя Социалистического труда с формулировкой: за выдающиеся достижения, ускорившие производство танков и металлоконструкций.
Наконец освобожден Киев. Евгений Оскарович готовится в дорогу. Домой, домой! Он возвратился в июле 1944-го. Силы и энергия теперь отданы самому срочному делу, без преувеличения, второму рождению его родного Института, разграбленного и разрушенного. Параллельно нужно вести проектные работы по восстановлению взорванных гитлеровцами мостов.
В 1945 г. его избирают вице-президентом Академии наук Украины, а Институту электросварки присваивают (еще при жизни его организатора и бессменного директора!) имя Е. О. Патона.
Почти в 80 лет он предлагает идею цельносварного автодорожного моста через Днепр в Киеве. Уникальность этого, разработанного во всех деталях проекта, — в размерах сооружения. В натуре это 20 пролетов (по 58 метров между опорами) и 4 судоходных пролета на главном русле (по 87 метров). Общая длина — 1492 метра, вес — 10 тысяч тонн. 90 % заводских и монтажных сварных швов выполнены автоматической и полуавтоматической сваркой под флюсом. Строительство началось в декабре 1951 г. и было завершено в октябре 1953 г. Однако не суждено было ученому, в соответствии с давней традицией, первому пройти по мосту.
Евгений Оскарович Патон умер 12 августа 1953 г., не дожив до знаменательной даты — открытия моста — менее трех месяцев.
Но дело выдающегося ученого продолжается в трудах талантливого коллектива Института электросварки, который так и называют в народе — патоновский. Научно-инженерная школа, сформированная и выпестованная ученым, интенсивно развивается далее под руководством его сына, президента Академии наук Украины, академика Бориса Евгеньевича Патона.