Хотя совещания экспертов в 1958-59 гг. не привели к заключению договора о запрещении испытаний ядерного оружия, но они способствовали разработке вопросов контроля за испытаниями, представив необходимые научные доказательства. Евгений Константинович провёл в Женеве несколько месяцев, работая по 6–8 часов в день и постоянно участвуя в прениях. Постановлением Президиума Академии наук в ноябре 1959 года его назначили исполняющим обязанности, а на следующий год – главным учёным секретарём АН СССР, оставив одновременно директором Института прикладное геофизики.
В 1961 году Евгения Константиновича вернули на пост начальника Гидрометслужбы СССР. По его предложению при Службе был создан отдел активных воздействий на градовые процессы, который приступил к массовой защите посевов на больших площадях. Через восемь лет группу ученных представили к Государственной премии на эту работу. Фёдоров стал дважды лауреатом.
В 1963 году Евгений Константинович добился перевода московского Института прикладной геофизики, Высокогорного геофизического института в Нальчике и Гидрохимического института в Новочеркасске из ведения АН СССР в систему Гидрометслужбы. Сюда же был переведён из Минморфлота Арктический и антарктический НИИ в Ленинграде с сетью гидрометеорологических станций в Арктике. Это позволило значительно расширить возможности Службы, увеличить её научный потенциал.
В СССР тогда работало более 4 тыс. метеостанций и 7 тыс. постов для наблюдения уровней воды на реках. Фёдоров прежде всего занялся наведением порядка в этой сети, выведением её на уровень современных требований. Анализ показал, что густота сети станций на Крайнем Севере, Дальнем Востоке и в Средней Азии явно недостаточна. Выход был найден в введении дистанционных методов наблюдения с помощью радиолокаторов, спутников и автоматических станций. С 1963 года в Центральном институте прогнозов в Москве стали широко использоваться фотографии со спутников. Опираясь на этот опыт, Фёдоров инициировал создание специальных метеорологических спутников системы «Метеор». В итоге первое практическое применение спутниковая информация получила именно в Гидрометслужбе.
Новые методы получения информации потребовали создания единого комплекса её сбора, обработки и передачи. Была разработана и внедрена Генеральная схема комплексной автоматизации гидрометеорологической службы. В результате данные наблюдений уже через 30–40 минут стали поступать в Москву со всей территории Советского Союза, а через 3 часа – со всего Северного полушария. По этому же принципу начала создаваться Всемирная служба погоды, утвержденная Всемирной метеорологической организацией в Женеве в 1967 году. Будучи вице-президентом данной организации, Фёдоров принимал самое активное участие в разработке и осуществлении этого плана.
Осенью 1967 года Евгений Константинович возглавил рейс к берегам Антарктиды нового научно-исследовательского судна «Профессор Визе». На его борту находилась основная часть новой смены 13-й Советской антарктической экспедиции (13 САЭ), руководителем которой являлся директор ААНИИ А.Ф. Трёшников. Несмотря на ограниченность во времени и плохую погоду, Фёдоров хотел посетить все советские научные станции в Антарктиде и подлететь к санно-тракторному поезду, который шёл из Мирного на внутриконтинентальную станцию Восток. Из воспоминаний А.Ф. Трёшникова: