В период социалистического строительства деятельность АН СССР бурно развивалась. В 1928 в её составе было 9 институтов, в 1934 — уже 25. Во 2-й половине 30-х гг. в неё вошёл ряд институтов по общественным наукам, в т. ч. по экономике, философии и праву. В июне 1927 был утвержден новый Устав АН СССР, в котором её деятельность связывалась с крупнейшими задачами науки, решение которых было необходимо для развития народного хозяйства и культуры страны; новый устав давал возможность АН больше влиять на развитие науки. Если в дореволюционный период деятельность Академии наук была сосредоточена в основном в Петербурге, где проживало большинство её членов, то после Октябрьской революции положение изменилось: в АН стали избираться учёные, работающие в разных городах страны. В 1929-32 её состав значительно пополнился; наряду с многими выдающимися учёными в области естественных и общественных наук, в АН были избраны крупные инженеры и общественные деятели. В этот период АН провела в различных районах страны ряд выездных научных сессий, в которых приняли участие работники производства.
В 30-х гг. началась организация филиалов и научно-исследовательских баз АН в республиках, краях и областях СССР; первыми были созданы филиалы на Урале, в Закавказье и на Дальнем Востоке. Усилилась подготовка научных кадров; в 1929 в АН была организована аспирантура. Всё это содействовало укреплению связи науки с практикой социалистического строительства. С 1931 стало осуществляться планирование научно-исследовательских работ АН. Для повышения роли АН и укрепления её связи с практикой социалистического строительства в 1933 академия была подчинена непосредственно СНК СССР (до этого времени она была подчинена Наркомпросу СССР). В 1934 Совнарком СССР принял постановление о переводе АН из Ленинграда в столицу Советского Союза Москву.
В 1936 в состав АН вошла Коммунистическая академия (см. Академия коммунистическая). В связи с расширением деятельности АН и её ростом для улучшения руководства научными исследованиями в 1938 в АН было организовано 8 отделений по основным группам наук.
В период Великой Отечественной войны АН всемерно содействовала разгрому врага. В трудных условиях военного времени были развёрнуты исследовательские работы, связанные с совершенствованием военной техники, изысканием новых сырьевых ресурсов и пр. Был образован ряд новых институтов АН, получили дальнейшее развитие её филиалы, на основе которых создано большинство АН союзных республик (см. отдельные статьи о республиканских академиях).
Послевоенные годы характеризуются дальнейшим ростом АН, расширением сети её научно-исследовательских учреждений. В 1957 было организовано Сибирское отделение АН, призванное содействовать развитию науки в восточных районах страны. Проводимые в АН СССР исследования стали охватывать всё более широкий фронт науки; был достигнут высокий уровень фундаментальных исследований в области естественных наук, которые создали базу для решения в кратчайшие сроки крупнейших научно-технических проблем, в первую очередь — овладения энергией атомного ядра и освоения космического пространства.
Новые, огромные задачи встали перед АН СССР в период развёрнутого коммунистического строительства. В 1961 и 1963 по решениям партии и правительства были осуществлены важные мероприятия по повышению роли АН в организации фундаментальных исследований в стране. На неё возложено руководство развитием естественных и общественных наук в общесоюзном масштабе. В связи с этим была принята новая структура АН: в ней открылись ещё более специализированные отделения, для руководства которыми образованы секции Президиума АН (секция наук о Земле организована в 1968). Сеть научных учреждений АН ещё больше ориентирована на развитие фундаментальных исследований в области естественных и общественных наук. В огромной степени расширилась материальная база АН, возросла техническая оснащённость её институтов и лабораторий; созданы крупнейшие комплексы институтов по физике твердого тела, химии, биологии и др. важнейшим областям современной науки. Укрепились связи АН с отраслевыми министерствами, ведомствами и их научными учреждениями. АН СССР играет важную роль в техническом прогрессе страны и культурном строительстве. Фундаментальные исследования, проводимые в АН СССР, оказывают большое влияние на развитие новых отраслей техники, в частности радиоэлектроники, вычислительной техники, химии полимеров, на развитие общественных наук. Учёные АН вносят большой вклад в науку. За годы Советской власти АН СССР превратилась в крупнейший центр мировой науки. В 1969 АН СССР награждена орденом Ленина.
Президенты Академии Наук
1725, декабрь — 1733, июль
Блюментрост Лаврентий Лаврентьевич, лейб-медик.
1733, июль — 1733, декабрь
Кейзерлинг Герман Карл, граф.
1734, сентябрь — 1740, март
Корф Иоганн Альбрехт, барон.
1740, апрель — 1741, апрель
Бреверн Карл фон.
1746, май — 1798, апрель
Разумовский Кирилл Григорьевич, граф, гетман Малороссии.
1798, апрель — 1803, февраль
Николаи Андрей Львович, барон.
1803, февраль — 1810,
Новосильцов Николай Николаевич, граф. Почётный член с 1801.
1818, январь — 1855, сентябрь
Уваров Сергей Семенович, граф. Почётный член с 1811.
1855, ноябрь — 1864, февраль
Блудов Дмитрий Николаевич, граф. Почётный член с 1826.
1864, февраль — 1882, апрель
Литке Федор Петрович, граф. Почётный член с 1855.
1882, апрель —1889, апрель
Толстой Дмитрий Андреевич, граф. Почётный член с 1866.
1889, май — 1915, июнь
(Романов) Константин Константинович, великий князь. Почётный член с 1887.
1917, май — 1936, июль
Карпинский Александр Петрович.
1936, декабрь — 1945, июль
Комаров Владимир Леонтьевич.
1945, июль — 1951, январь
Вавилов Сергей Иванович.
1951, февраль — 1961, май
Несмеянов Александр Николаевич.
С мая 1961
Келдыш Мстислав Всеволодович.
Примечание: в 1741—46, 1810—18 и в 1916—17 президентов АН не было.