Возможности проведения научных исследований расширились с переездом Электротехнического института в новые здания на Аптекарском острове: учебный корпус, оборудованный с учетом достижений в области электротехники, и жилой дом, в одной из квартир которого поселилась семья профессора Попова.
Перечень выполненных в это время научно-исследовательских работ свидетельствует о широте научных интересов Попова. На прошедшем 4 января 1904 г. в здании Электротехнического института заседании 3-го Всероссийского электротехнического съезда Попов и его аспирант С. Я. Лифшиц доложили о разработке радиоаппаратуры для передачи звуков человеческой речи с помощью затухающих электромагнитных колебаний. Дальность связи обеспечивалась на расстоянии до 2 км. Совместно с аспирантом Д. А. Рожанским были выполнены исследования затухающих электрических колебаний с помощью осциллографической трубки Брауна. В 1903–1904 годах был изобретен оптический прибор для обнаружения плавающих мин и системы телемеханического управления брандерами (1903–1904). Самое серьезное внимание Попов уделял вопросам разработки приборов и методов измерения длин волн радиопередатчиков в 1905 году.
В период с 1900 по 1905 год А. С. Попов проводил эксперименты по использованию явления резонанса для увеличения чувствительности приемных устройств и улучшения их избирательности. В эти годы сформировалась научно-педагогическая школа А. С. Попова, представленная такими именами, как А. А. Петровский, П. С. Осадчий, Д. А. Рожанский, Н. А. Скрицкий, С. И. Покровский.
Семья А. С. Попова. Стоят (слева направо) сыновья Степан и Александр; сидят А. С. Попов, дочери Екатерина и Раиса, жена Р. А. Попова. 1905 г.
Оставаясь членом Морского технического комитета, Александр Степанович продолжал курировать вопросы вооружения флота аппаратурой беспроволочной телеграфии. Он участвовал, как представитель Морского ведомства России в Берлинской конференции по международной регламентации радиосвязи в 1903 году. Открывая эту конференцию, германский министр почт и телеграфов Р. Кретке подчеркнул: «Попову мы обязаны возникновением первого радиографического аппарата».
В мае 1904 г. Акционерное общество русских электротехнических заводов «Сименс и Гальске» объявило о том, что обществом образовано «особое отделение для устройства беспроволочного телеграфа по системе профессора Попова и Общества беспроволочной телеграфии Telefunken в Берлине. Настоящее объединение имеющего всемирное значение изобретения, сделанного в России профессором А. С. Поповым, его опытности в применении беспроволочного телеграфа на деле с изобретениями и обширной практикой Общества беспроволочной телеграфии дает возможность применять в России приборы, во всем удовлетворяющие новейшим требованиям».
Среди учредителей германской радиотехнической компании Telefunken были известные немецкие ученые Ф. Браун, В. Сименс, А. Слаби и Г. Арко. По условиям заключенного на пять лет – считая с 1 января 1904 г. – договора, оборотный капитал отделению предоставляли обе фирмы, а прибыль делилась поровну на трех контрагентов – обе фирмы и А. С. Попов. Как видим, немецкие и российские инвесторы высоко оценили интеллектуальную собственность русского ученого.
В связи с началом Русско-японской войны и подготовкой Второй Тихоокеанской эскадры к походу на Дальний Восток Попов читал специальные лекции по беспроволочной телеграфии для офицеров-минеров. Но подготовка была явно недостаточной, средства радиосвязи практически не использовались. Попов глубоко переживал поражение России в этой войне.
В 1905 г. Александр Степанович выступил с циклом лекций по беспроволочной телеграфии в Военно-артиллерийской академии в Петербурге. В том же году он читал публичные лекции народным учителям в Павловске в апреле – мае 1905 г., проводил занятия с инженерами – выпускниками Электротехнического института. Обучение проводилось на радиостанциях, построенных в Сестрорецке, Ораниенбауме и Петербурге (на Крестовском острове).
Осенью 1905 г. по стране прокатилась революционная волна, высшая школа получила автономию, включая право выбора директора. Совет Электротехнического института избрал А. С. Попова своим директором. 15 октября 1905 г. под его председательством прошло заседание совета с участием всего педагогического состава института, который поддержал студенческие требования демократических свобод. Протокол заседания первым подписал председатель совета А. С. Попов.