В начале 1929 г. распоряжением Реввоенсовета СССР И.Т. Клеймёнов был прикомандирован к Советскому торгпредству в Германии, где занимал должность старшего инженера, а затем был заместителем начальника инженерного отдела. Основное направление его деятельности состояло в своевременной информации военного ведомства о новинках, изобретениях и усовершенствованиях в авиационной промышленности. По долгу службы ему приходилось бывать в различных городах не только Германии, но и других стран Европы.
В мае 1932 г. И.Т. Клеймёнов вернулся в СССР. К этому времени Лаборатория Н.И. Тихомирова достигла значительных результатов в работе. И.Т. Клеймёнову было предложено возглавить лабораторию «…с тем, чтобы из этой лаборатории организовать институт», на что он дал свое согласие. Однако назначение задерживалось. Пока оформлялись документы, И.Т. Клеймёнову поступило предложение из ГУГВФ о его дальнейшем использовании в качестве заместителя начальника научнотехнического управления. И.Т. Клеймёнов обращается с письмом к М.Н. Тухачевскому и просит либо ускорить его назначение в ГДЛ, либо командировать для работы в ГУГВФ. Однако М.Н. Тухачевский посчитал нецелесообразным назначить И.Т. Клеймёнова в ГУГВФ. И в ноябре 1932 г. он, наконец, получает должность начальника ГДЛ.
И.Т. Клеймёнов горячо взялся за работу, трезво оценивая грандиозность стоящих перед ним задач, направленных на оснащение РККА новым типом вооружения. Подтверждением этому служит его письмо М.Н. Тухачевскому, написанное в феврале 1933 г.: «На основе указаний начальника УВИ, годовой план Лаборатории на 1933 г. составлен с учетом ее действительных достижений и с определенной задачей – довести эти объекты до сдачи их на вооружение РККА, устранив из круга работ Лаборатории все то, что не имеет непосредственного отношения к этой ближайшей цели». Для этого он считал необходимым изменить условия работы Лаборатории, а именно: « Немедленно оформить Лабораторию в виде штатной единицы по типу научноисследовательских институтов РККА и слияния с институтом групп по изучению реактивного движения при ЦС Осоавиахима и Военновоздушной академии; добиться отпуска средств и строительных фондов для постройки зданий и оборудования Института; пополнить кадры квалифицированными военными инженерами… и т. д.».