Это привело к значительному расширению работ в области общественных наук — истории, философии, экономики, права и некоторых других дисциплин. На базе аграрного и экономического институтов Комакадемии был создан Институт экономики. Институт истории Комакадемии с его ленинградским отделением и Историко-географический институт АН СССР в Ленинграде были объединены в Институт истории. В систему Академии наук были включены институты: Философии, Советского строительства и права, Мирового хозяйства и мировой политики, библиотека (позже названная ФБОН). В 1937 г. в ведение Академии наук перешла Государственная академия истории материальной культуры, преобразованная в Институт истории материальной культуры им. Н. Я. Марра (ныне Институт археологии).
Вместе с тем основной рост числа институтов Академии наук шел за счет внутреннего развития, путем отпочковывания от старых институтов новых подразделений, преобразования выросших крупных лабораторий в самостоятельные институты.
Так был создан Физический институт АН СССР, который в 1934 г. выделился из Физико-математического института АН СССР, в ноябре 1933 г. на базе Лаборатории генетики был создан Институт генетики, который возглавил академик Н. И. Вавилов, в 1934 г. возник Биохимический институт, Институт горных ископаемых, Микробиологии, Коллоидно-электрохимический, Эволюционной морфологии и палеозоологии им. А. И. Северцева, в 1935 г. — Институт химической физики во главе с академиком Н. Н. Семеновым.
Одновременно проводилась большая работа по укрупнению небольших научных подразделений, созданию современных научно-исследовательских центров, так были созданы Институт антропологии и этнографии (1935 г.), Институт общей и неорганической химии (1934 г.), Институт органической химии (1934 г.) и др.
На новую ступень в своем развитии поднялись ранее созданные Академия наук Украинской ССР и Академия наук Белорусской ССР. К 1936 г. действовали шесть филиалов Академии наук СССР — Азербайджанский, Армянский, Грузинский, Казахский, Уральский, Дальневосточный и три базы — Кольская, Северная, Таджикская.
Научно-исследовательские институты были созданы в Башкирской, Бурят-Монгольской, Дагестанской, Марийской и других автономных республиках. Они активно включились в изучение естественных богатств, истории, культуры, языка, народного творчества своих республик.
Кроме научных, учреждений Академии наук, расширилась система отраслевых научно-исследовательских институтов, обеспечивающих нужды различных наркоматов.
За годы второй пятилетки особенно сказалось пополнение кадров науки молодежью, получивших образование в условиях советского строя. Основной формой подготовки молодых научных кадров по-прежнему служила аспирантура.
Молодые ученые работали в тесном сотрудничестве с учеными старшего поколения, которые к тому времени окончательно встали на путь активного участия в социалистическом строительстве.
Совершенствованию квалификации научных кадров и повышению уровня их исследовательской деятельности способствовало введение в 1937 г. нового порядка присуждения ученых степеней и званий (кандидата наук и доктора наук, ассистента, доцента и профессора). Этот порядок предусматривал защиту диссертаций для соискателей кандидатской и докторской степени.
В многочисленных областях советской науки трудились сформировавшиеся отряды научных работников. Выдающиеся успехи были достигнуты советскими учеными в годы второй пятилетки во всех областях науки. Физики вели теоретические исследования в области строения атомного ядра и выяснения природы элементарных частиц, исследования по статической физике, по квантовой электродинамике, работы по физике кристаллов, по вопросам физической оптики, фотолюминесценции, теории колебаний, в области физики диэлектриков и молекулярной физики и в других направлениях. Академиком С. И. Вавиловым была разработана теория люминесценции.
Работы советских физиков и физико-химиков (Н. Н. Семенова, Д. В. Скобельцына, Л. И. Мандельштама, Г. С. Ландсберга и др.) внесли крупный вклад в развитие ядерной физики. Творческие усилия работников химической науки способствовали налаживанию производства в СССР искусственных удобрений, синтетического каучука, переработки нефти и созданию новых видов сырья. В этой области плодотворно трудились такие видные ученые, как С. В. Лебедев — основоположник промышленного способа получения синтетического каучука, А. Е. Фаворский и др.
Достижения советской физиологической науки были отмечены на Международном конгрессе физиологов, проходившем в августе 1935 г. в Ленинграде. Иностранные ученые в своих выступлениях на конгрессе выражали восхищение успехами школы И. П. Павлова и советской физиологической науки.
В июле 1937 г. в Москве проходил Международный конгресс геологов. Конгресс уделил основное внимание проблеме нефти и подсчету ее мировых запасов, вопросам геологии каменноугольных месторождений, геологии Арктики и др.