Установление тесных связей Академии наук с Советским государством означало поворот в жизни Академии и открыло широкие горизонты для подъема науки. В ее системе особенно интенсивно стали развиваться те области знаний, которые имели прикладное значение. В составе Академии наук были созданы новые научные учреждения, которые были призваны оказывать помощь народному хозяйству.

К решению этих задач была привлечена постоянная комиссия Академии наук по изучению естественных производительных сил России (КЕПС), образованная во время империалистической войны.

В 1917—1920 гг. в составе КЕПС было несколько отделов. Так, соляной отдел КЕПС занимался исследованием соляных озер Крыма для получения солей магния. В мае 1918 г. был образован отдел оптики, преобразованный вскоре в Государственный оптический институт.

Большое значение для последующего развития науки имели такие отделы КЕПС, как отдел природных ископаемых во главе с академиком А. Е. Ферсманом; отдел исследования Севера под руководством академика А. П. Карпинского; отдел животноводства и почвенный отдел.

Большое значение для будущего химической науки имели созданный в КЕПС отдел по редким элементам и радиоактивным веществам (во главе с академиком В. И. Вернадским), а также Институт физико-химического анализа, Химический институт и Институт платины. Институт физико-химического анализа был организован под руководством крупнейшего ученого-химика, академика Н. С. Курнакова уже в 1917 г. в нем по поручению ВСНХ начались исследования легких сплавов алюминия и магния для электротехнической промышленности. В 1918 г. под руководством В. И. Вернадского были организованы изучение и добыча радиоактивных веществ. В Платиновом институте были разработаны рациональные методы получения чистой платины и сопутствующих ей ценных для промышленности металлов — иридия, радия и др.

Кроме того, в координации с Академией наук работал основанный при непосредственном ее участии Радиевый институт. Для более тесного сотрудничества научных сил Академии наук и промышленности в 1920 г. была образована Радиевая ассоциация — прообраз будущих форм сотрудничества академических учреждений с промышленностью.

В рассматриваемый период под руководством академика А. Ф. Иоффе в Государственном рентгенологическом институте был основан Физико-технический отдел, ставший впоследствии одним из наиболее значительных институтов в системе академии. А. Ф. Иоффе выполнил ряд работ по рентгенографическому изучению кристаллов, полупроводников и т.д. В мае 1919 г. был создан Государственный научно-исследовательский керамический институт.

В области теоретических исследований большое значение имели труды академиков А. А. Маркова по решению задач теории вероятностей и математической статистики, В. А. Стеклова (математическая физика и гравиметрия), Я. В. Успенского (теория чисел), академика А. Н. Крылова (теория кораблестроения).

В ведение Академии наук в этот период были переданы Пушкинский Дом (Институт русской литературы), Толстовский музей.

В 1918 г. была основана Социалистическая академия общественных наук, позднее переименованная в Коммунистическую академию при ЦИК СССР. Это новое учреждение должно было укрепить «изучение и преподавание социальных знаний и смежных наук с точки зрения научного социализма и коммунизма». Комакадемия сыграла значительную роль в подготовке марксистских кадров советских ученых по общественным наукам, в организации и проведении научных исследований в этих областях. При Социалистической академии в конце 1920 г. в Москве был открыт Институт Маркса и Энгельса.