К середине 30-х гг. «голод» на специалистов количественно удалось преодолеть. Однако более остро встала проблема улучшения качества их работы и соответственно обучения. Наметилось решение данной проблемы в двух направлениях. Во-первых, центр тяжести подготовки специалистов переместился из промакадемий в стационарные технические вузы (в 1940 г. все промышленные и отраслевые академии были упразднены). Выпуск специалистов высшей школы во второй пятилетке достиг 369,9 тыс. человек (за первую пятилетку выпущено 170 тыс. человек). Всего в промышленности в 1939 г. было занято 766,4 тыс. ИТР и 694,4 тыс. служащих. Во-вторых, повышалось качество преподавания всех дисциплин в высшей школе как за счет более тщательного отбора профессорско-преподавательского состава, так и путем более широкого и тесного сочетания учебной работы с научно-исследовательской деятельностью. Во второй половине 30-х гг. для развития советской промышленности характерны качественные сдвиги в освоении новейших достижений научно-технического прогресса и более тонкой технологии по выплавке электростали, производству новых химических материалов, более производительного и, как правило, сложного технологического и транспортного оборудования, а также военной техники.
Наглядное представление о качественном скачке в народном образовании, осуществленном в 30-е гг., дают следующие цифры. В 1914 г. в России насчитывалось 106 тыс. начальных школ, в которых работали 231 тыс. учителей, 4 тыс. средних школ, 400 вузов и техникумов; в 1927 г. соответственно 119 тыс., 347 тыс., 1,2 тыс., 1,2 тыс.; в 1940 г. — 192 тыс., 1216 тыс., 65 тыс., около 4,6 тыс. В 1927 г. на страну приходилось менее 1,5 млн. учеников 5—10-х классов и около 350 тыс. студентов институтов и техникумов; в 1940 г. — 13 и 1,8 млн. К концу второй пятилетки Советский Союз вышел на первое место в мире по числу учащихся и студентов, по темпам и объему подготовки специалистов.
Технические науки. Скачок в развитии образования обеспечил значительный прогресс в естественных и технических науках. Серьезные открытия были сделаны в ядерной физике: Д.В. Скобельцын разработал метод обнаружения космических лучей, Д.Д. Иваненко выдвинул теорию строения атомного ядра из протонов и нейтронов, А.Е. Иоффе изобрел многопластинчатый изолятор, Н.Н. Семенов успешно работал над проблемами теории цепных реакций. Исследования К.Э. Циолковского завоевали приоритет СССР в разработке теоретических проблем освоения космоса. В 1930 г. в стране строится первый в мире реактивный двигатель, работавший на бензине и сжатом воздухе, сконструированный Ф.А. Цандером.
В 1929 г. была основана Всесоюзная академия сельскохозяйственных наук им. В.И. Ленина (ВАСХНИЛ) с 12 институтами (президент С.И. Вавилов). В том же году образовалась Белорусская Академия наук. К концу первой пятилетки организованы Уральский, Дальневосточный и Закавказский филиалы, Казахстанская и Таджикистанская базы АН СССР; в 1935 г. вместо Закавказского филиала созданы три новых филиала: Азербайджанский, Армянский и Грузинский. В годы второй пятилетки открыты новые физико-технические институты в Харькове, Днепропетровске, Свердловске, Томске. В Москве под руководством академика С.И. Вавилова вырос крупнейший Научно-исследовательский физический институт им. П.Н. Лебедева (ФИАН). В 1934 г. создан Институт органической химии, в 1935 г. — Институт физических проблем, в 1937 г. — Институт геофизики и др. Всего к 1937 г. в стране имелось 867 научно-исследовательских институтов и их филиалов, в которых работали 37 600 научных сотрудников. До своей смерти в 1936 г. продолжал исследования известный русский физиолог И.П. Павлов. Больших успехов добился выдающийся селекционер И.В. Мичурин. Видную роль в развитии советской и мировой науки сыграли Институт генетики АН СССР и Всесоюзный институт растениеводства (ВИР) (руководитель Н.И. Вавилов).
Однако развитие науки тормозили репрессии, от которых пострадали многие выдающиеся ученые, в том числе Н.И. Вавилов, С. П. Королев и др. Надолго прервалось нормальное развитие перспективных научных направлений (например, генетики), сформировался и получил широкое распространение тип лжеученого (такого, как Т.Д. Лысенко).