Новые направления в научной тематике осваивались на первых порах в трудных условиях эвакуации. Научные учреждения западных районов страны, а также Ленинграда и Москвы эвакуировались на Восток. Физико-математические, химические и технические учреждения были размещены в основном в Казани, биологические — во Фрунзе, гуманитарные — в Ташкенте и Алма-Ате. Украинская Академия наук разместилась в Уфе и промышленных городах Урала. Научные учреждения, перевезенные в восточные районы страны, оказались в центрах бурно развивающихся промышленных комплексов Урала, Поволжья, Средней Азии, располагавших мощными запасами стратегического сырья и производивших сельскохозяйственную продукцию.
Для решения многих сложных заданий военного времени создавались комиссии, объединявшие ученых независимо от того, в каком учреждении Академии наук эти ученые работали. Так, применением научных достижений к нуждам фронта занималась организованная в апреле 1942 г. Комиссия по научно-техническим военно-морским вопросам. Ее председателем был академик А. Ф. Иоффе, а ученым секретарем — проф. И. В. Курчатов. Комиссией по геолого-географическому обслуживанию армии руководил академик А. Е. Ферсман. Весьма успешной была деятельность Военно-санитарной комиссии, которую возглавлял академик Л. А. Орбели. В составе Комиссии по руководству строительством оборонительных сооружений в Ленинграде работали многие крупные ученые.
Мобилизацией сырьевых ресурсов страны на нужды обороны занимались специальные комиссии, организованные на Урале и в Поволжье. Комиссия по мобилизации ресурсов Урала на нужды обороны была создана в Свердловске 29 августа 1941 г. под руководством президента Академии наук В. Л. Комарова. С апреля 1942 г. деятельность этой комиссии распространилась на Западную Сибирь и Казахстан. Главным направлением ее работы были исследования и поиски ресурсов стратегического сырья — черных и цветных металлов, угля и нефти в этих районах. В работе комиссии принимали участие около 60 научных учреждений и предприятий и свыше 600 научных сотрудников, среди которых можно назвать А. А. Байкова, И. П. Бардина, Э. В. Брицке, В. А. Обручева, С. Г. Струмилина, А. А. Скочинского, Л. Д. Шевякова и многих других.
В июне 1942 г. в Казани под руководством академика Е. А. Чудакова создается Комиссия по мобилизации ресурсов Поволжья и Прикамья на нужды обороны.
Во многих случаях для решения отдельных хозяйственных и военных проблем создавались различные временные комиссии.
Фронт нуждался в быстром и массовом производстве военной техники. Ученые самоотверженно работали над созданием новых, более совершенных образцов вооружения, разрабатывали новые виды боеприпасов, горючего, вели геолого-географические исследования для нужд армии в фронтовых районах и в глубоком тылу. Они непосредственно участвовали в разработке новых конструкций танков. Советские танки на поле боя доказали свои преимущества перед немецкой техникой. Удачная конструкция машин не требовала высококачественного горючего, была безотказной в работе и не так страдала от пыли, как бензиновые моторы немецких танков.
Велика роль ученых-конструкторов в совершенствовании и создании новых видов артиллерийского оружия. Усилиями В. Г. Грабина, Ф. Ф. Петрова, И. И. Иванова, Г. Д. Дорохина и других были созданы дешевые и простые в обращении, но обладавшие гораздо большей огневой мощностью орудия. В ходе войны боевые качества артиллерии неуклонно повышались. Была создана реактивная артиллерия, ее создатели — В. В. Аборенков, И. И. Гвай, В. Н. Голковский. Разработана установка для того, чтобы производить упрочнение минометных и орудийных стволов на всех артиллерийских заводах — и не только малого и среднего, но и крупного калибров. Такого рода операции до этого не удавались ни у нас, ни за рубежом. Это позволило увеличить срок службы и дальнобойность орудий, а на их изготовление использовать не столь высококачественные стали.
С участием академика Н. Т. Гудцова разработан новый тип снарядов, применение которых увеличивало в два раза бронепробиваемость и позволяло успешно вести борьбу с новыми танками противника.
Трудные теоретические проблемы решали многие крупные ученые в области авиации. Теоретическое решение академика С. А. Христиановича основных закономерностей изменения аэродинамических характеристик крыла при переходе к полету на больших скоростях имело большое значение для обеспечения прочности самолета. Изучение группой ученых во главе с М. В. Келдышем математической теории флаттера (вибрации особого рода, возникающей на больших скоростях) позволило своевременно обеспечить надежную защиту скоростных самолетов от вибрации. Отличные советские истребители А. С. Яковлева и С. А. Лавочкина грозные штурмовики С. В. Ильюшина, бомбардировщики А. Н. Туполева, И. И. Поликарпова и В. М. Петлякова были созданы на базе развитой советской авиационной науки. Своими успехами наша авиация обязана также многим создателям авиационных моторов — А. Д. Швецову, В. Я. Климову, А. А. Микулину и др.
К концу 1943 г. скорость советских истребителей повысилась на 100 км в час по сравнению с 1941 г. Немцы не сумели значительно повысить скорость своих самолетов.
Для авиации дальнего действия большое значение имели разработанные Математическим институтом Академии наук СССР штурманские таблицы, повышавшие точность самолетовождения. Астрономический институт провел работу высокой сложности по созданию Большого астрономического ежегодника на 1943, 1944 и 1945 гг. Эта работа проводилась в условиях блокированного Ленинграда. Институт, используя вычислительные машины, выполнял большое количество работ для военного ведомства.
Географы и геологи по заданиям военных организаций составляли справочные карты, военно-географические описания по районам Волго-Дона и территории, прилегающей к Сталинграду, описания Калининского и Западного фронтов, Кавказа, Украины и других.
Военно-санитарная комиссия Академии наук СССР занималась вопросами хирургии, терапии, эпидемиологии, санитарии, гигиены, авиамедицины. Велась большая научная работа Ученым советом Министерства здравоохранения СССР во главе с профессором Н. Н. Бурденко. Планы научных учреждений прежде всего учитывали нужды фронта, противоэпидемическую защиту страны; решение проблем, связанных с питанием населения, организацией труда и быта в сложных военных условиях, охрану здоровья промышленных рабочих, колхозников, защиту жизни детей и всего населения страны.
В годы войны публиковалось много ценных научных трудов, которые помогли улучшить качество лечения в госпиталях и лечебных учреждениях и обеспечить санитарное благополучие в стране.
В 1944 г. создается крупнейшая в мире Академия медицинских наук СССР, объединившая ведущие научно-исследовательские институты.
Несмотря на трудности военного времени, государство в больших размерах отпускало средства научно-исследовательским учреждениям.
При решении важнейших научных проблем широко практиковалась совместная работа институтов, учреждений, организаций. В разработке научных проблем принимали активное участие научные общества, общественные организации. Не прекращалась научная жизнь и в героическом Ленинграде.
Окрепли связи научных учреждений с промышленностью. Только Уральский филиал Академии наук СССР оказывал научно-техническую помощь 60 предприятиям. Ученым принадлежала большая заслуга в создании новых способов производства станков и других машин и оборудования с использованием физических и химических методов.
Академик П. Л. Капица во время войны создал самую мощную в мире турбинную установку для получения в больших масштабах необходимого для промышленности жидкого кислорода мощностью до 2000 кг в час кислорода.
Ученые Института автоматики и телемеханики Академии наук СССР помогали использовать электронную автоматику в патронном производстве. Станки-автоматы только на одном заводе позволили высвободить 600 рабочих, сэкономили 2,5—3 млн. руб. в год. Совершенствование, а подчас и коренное изменение технологии производства боевой техники, а также создание новых сплавов специальных марок стали и брони, взрывчатых веществ имели огромное народнохозяйственное и военное значение.
В годы войны проходила дальнейшая механизация производства. На многих предприятиях конструировались и внедрялись машины и механизмы, позволявшие механизировать производство и тем самым компенсировать нехватку рабочих рук. Скребковые транспортеры заменяли качающиеся конвейеры на шахтах Мосбасса, а затем и в других угольных бассейнах. Был сконструирован осушительный агрегат для дренажно-дисковой выемки торфа на торфяных болотах. Решались сложные технические проблемы перевода некоторых производств на поток, особенно в оборонной промышленности.
