В 1952 г. фундаментальный труд «Тафономия» удостоен Государственной премии. Два года спустя И. А. Ефремов публикует капитальное научное исследование «Фауна медистых песчаников…» [73], материалы к которому он собирал с 1929 г. Эта своего рода энциклопедия об истории изучения медистых песчаников была с интересом встречена не только палеонтологами, но и геологами, географами, историками — всеми, кто прямо или косвенно был связан с изучением и освоением Западного Приуралья. Почти одновременно и в какой-то мере попутно с этой монографией у Ефремова совместно с Б. П. Вьюшковым выходит «Каталог местонахождений…» [76].
Основу его составляют пермские местонахождения позвоночных медистых песчаников; к ним добавлены другие местонахождения перми и триаса Европейской части СССР и немногие местонахождения Сибири. Каталог сопровожден стратиграфическим очерком и схемой зонального распределения позвоночных, что придает ему практическое значение для геологической съемки красноцветов, а также для поисков и раскопок местонахождений. Схема зонального распределения позвоночных не претерпела существенных изменений и до сих пор служит основой для стратиграфии континентальных красноцветных отложений Европейской части СССР. Вслед за ефремовским каталогом институт издал серию каталогов по другим регионам, геологическим возрастам и группам наземных позвоночных.
К середине 50-х годов у И. А. Ефремова резко обострилась тяжелая болезнь сердца. Здоровье ученого заметно пошатнулось. Единственным средством сохранения работоспособности для него стало соблюдение строгого режима. В этот период он продолжает работать над монгольской тематикой: печатает две статьи об условиях захоронения динозавров и других наземных позвоночных, публикует «Дорогу Ветров» и завершает эту тему в 1963 г. статьей о перспективах палеонтологических исследований в Монголии. В 1956 г. одновременно с «Дорогой Ветров» И. А. Ефремов пишет краткую статью о находках в СССР древнейших пресмыкающихся — капторинид и пеликозавров, известных прежде лишь в нижней перми Северной Америки [78]. В статье он снова возвращается к межконтинентальным сопоставлениям пермских фаун и красноцветов. продолжая пермскую тематику, ученый помещает в одном из журналов в Индии статью о так называемой гондванской системе (громадной по возрастному интервалу толще отложений) и особенностях ее пермской фауны. В 1957 г. И. А. Ефремов добивается ассигнований на проведение раскопок у г. Очёр. Этим раскопкам он придавал первостепенное научное значение. Местонахождение представлялось не просто перспективным благодаря обилию материала: судя по первым находкам геологов и предварительным раскопкам, оно обещало новую фауну пермских позвоночных. В течение полевых сезонов 1957, 1958 и 1960 гг. у Очёра была раскопана совершенно новая для СССР фауна наземных позвоночных, преимущественно зверообразных пресмыкающихся. Она оказалась в центре внимания при межконтинентальной корреляции фаун красноцветов, и И. А. Ефремов отметил ее близкое сходство с североамериканской пеликозавровой фауной.
В 1959 г. И. А. Ефремов вынужден по болезни оставить Палеонтологический институт и его место заведующего лабораторией занимает сотрудник лаборатории, впоследствии академик, Л. П. Татаринов.
«Не знаю, — писал в те дни Ефремов своим оренбургским читателям, — удастся ли мне побывать когда-нибудь в милой сердцу Оренбургской степи, но если сердце поправится, то, может быть, и приеду года через два, проехать от Оренбурга через Горный и Шарлык в Башкирию, на старые медные рудники, которые там еще древнее, чем в Оренбургской области» [сноска]. Этой мечте не суждено было осуществиться. Врачи разрешили Ивану Антоновичу лишь поездки в Крым — в Коктебель, но затем и эти возможности сузились плаваниями на пароходе до Астрахани и, наконец, ему осталось одно Подмосковье.
Но и в этот период И. А. Ефремов продолжает работу: пишет рецензии, статьи, отзывы на диссертации, преимущественно докторские, оказывает консультации, участвует в планировании экспедиций. Он всегда в курсе событий, поддерживает постоянные контакты с советскими и зарубежными палеонтологами. Среди последних следует упомянуть англичанина Д. Уотсона, американцев А. Ромера и Э. К. Олсона. Все они многие годы переписывались с И. А. Ефремовым. Олсон перевел на английский язык «Каталог» Ефремова и Вьюшкова, опубликовал монографию о пермской фауне СССР и Северной Америки. По этой работе англоязычные палеонтологи впервые детально ознакомились с материалами и работами советских коллег. Профессор Э. К. Олсон проникся ефремовской тафономией и провел анализ условий захоронения позвоночных в пермских местонахождениях Северной Америки. Отмечая значение этих исследований для науки, в ответном слове по случаю награждения его медалью Американского палеонтологического общества 18 ноября 1980 г. он сказал: «…Главный результат был в том, что мы смогли установить по позвоночным соотношения пермских отложений США с отложениями казанского яруса СССР. Это вместе с пятью поездками в Москву открыло для меня новую главу в изучении позвоночных из пермских отложений и, что наиболее важно, принесло мне тесную дружбу с профессором Иваном Ефремовым, выдающимся палеонтологом позвоночных и писателем-фантастом. Во многих отношениях он оказал большое влияние на мои взгляды на мир, жизнь и интерпретацию палеонтологической летописи» [сноска]. Так объективно и высоко оценил совместную работу, роль и личность И. А. Ефремова американский ученый.
Формально уйдя из института, И. А. Ефремов не оставляет своей любимой науки и литературы. Он интересуется общими вопросами палеонтологии, перспективами развития науки, пишет научно-популярные статьи, критически рассматривает проблему соотношений науки и научной фантастики.
Две мемориальные статьи посвящены 100-летию со дня рождения профессора В. П. Амалицкого и 10-летию со дня трагической смерти талантливого ученика Ефремова — Б. П. Вьюшкова. Высоко оценивая заслуги В. П. Амалицкого в отечественной палеонтологии, И. А. Ефремов подчеркивает огромное научное наследие этого ученого, послужившее бесценной основой для последующих исследований, наметившее перспективы и направления поисков позвоночных конца позднепермской эпохи. Коллекции Амалицкого, как показатель возраста и эволюционного уровня фауны стали эталонными для верхней перми СССР.
«В палеонтологии и геологии, — писал И. А. Ефремов, — большую роль играют не только ученые, в многолетних изысканиях совершающие открытия важных законов, но и ученые, открывающие как бы богатые россыпи новых фактов, — смелые "капитаны дальних плаваний" в поисках неизведанных земель» [84]. Это сказано о В. П. Амалицком, предсказавшем и открывшем северодвинскую фауну, которая и поныне является жемчужиной отечественной палеонтологии.
Б. П. Вьюшков за свою недолгую жизнь ученого внес, как считал Иван Антонович, весомый вклад в палеонтологию позвоночных. Не без его влияния (И. А. Ефремов был научным руководителем его кандидатской диссертации) Вьюшков одним из первых в отечественной палеонтологии занялся проблемой морфологической эволюции зверозубых пресмыкающихся-териодонтов, представляющей непосредственный интерес для происхождения млекопитающих. Впоследствии это направление стало одним из основных в изучении зверообразных пресмыкающихся. И. А. Ефремов высоко ценил увлеченность Вьюшкова палеонтологией, поисками и изучением местонахождений позвоночных и на дарственном оттиске «Тафономии» Вьюшкову написал: «Тафоному № 2».
Научная биография И. А. Ефремова волей судеб символически заканчивается статьей «Космос и палеонтология», опубликованной спустя месяц после его кончины. В ней подведен итог его представлениям естествоиспытателя-материалиста и философа на эволюцию органического мира, показана роль палеонтологии в познании закономерностей и эволюции жизни. Изучение жизни исчезнувшей и современной, писал Иван Антонович, «позволяет нам понять и даже предсказать ход развития в иных мирах, на что палеонтология как наука… имеет право, пожалуй, прежде всех других наук» [93, с.102].