Президиум Академии наук начал работать в Казани в августе 1941 года. Но когда немцы во второй половине 1942 года прорвались к Волге и Сталинграду, президиум был эвакуирован еще дальше — в Свердловск. Работа основной группы физических, химических и технических институтов налаживалась с помощью местных властей. Для руководства научно-исследовательскими работами в Татарии и координации деятельности академических учреждений была образована Научно-техническая комиссия во главе с тем же О. Ю. Шмидтом.
Для эффективной организации научных исследований в Академии наук СССР был создан ряд комиссий, в их числе Комиссия по научно-техническим военно-морским вопросам, в состав которой вошли видные ученые А. Н. Крылов, В. Л. Поздюнин, И. В. Курчатов, А. П. Александров. План научно-исследовательских работ академии, включавший более двухсот тем, связанных с задачами обороны, уже в сентябре 1941 года был одобрен. В нем подчеркивалось, чтобы «все вопросы дальнейшей работы Академии решались исключительно с точки зрения неотложных нужд обороны и неразрывной связи наших исследований с важнейшими вопросами народного хозяйства».
Деятельность академических институтов сосредоточилась в основном на военных вопросах, научной помощи промышленности, мобилизации сырьевых ресурсов для нужд обороны по первому плану работы академии в условиях войны. Заработала Тематическая комиссия в составе академиков Шмидта, Чудакова, Иоффе, Семенова, Капицы, Вольфковича, Терпигорова, Орбели и других ученых, которые в годы войны, самоотверженно работая в Казани, внесли большой вклад в общую битву с врагом, заложили многие новые направления в развитии науки.
В первые месяцы войны, когда в стране были потеряны многие арсеналы боеприпасов, катастрофически не хватало взрывчатки, химики предложили в качестве взрывчатых веществ (прежде всего для авиационных бомб) смеси жидкого кислорода с горючими веществами, например с опилками. Здесь свою роль сыграли новые методы получения жидкого кислорода, разработанные академиком П. Л. Капицей. С первых дней эвакуации в Казань его Институт физических проблем начал монтаж оборудования для получения жидкого воздуха и газообразного кислорода. Жидкий воздух отправляли на военные заводы, а кислород в госпитали для раненых. «Война обостряет нужду страны в кислороде, — говорил Капица, — приходится самим, засучив рукава, всеми силами браться за доработку машин под промышленный тип, изучать вопросы выносливости, продолжительности эксплуатации…» Во время войны Капица создал в Казани самую мощную в мире турбинную установку для получения в больших масштабах жидкого кислорода. В 1944 году за эту работу 30 сотрудников института были награждены орденами и медалями, а сам Капица получил звание Героя Социалистического Труда.
В лабораториях ФИАН под руководством академика Н. Д. Папалекси при активном участии члена-корреспондента И. Е. Тамма и В. Л. Гинзбурга С. М. Рыжов создал макет рамки антенны для самолетов с пермоллоевым сердечником. Разрабатывались проблемы радиолокации и конструирования генераторов. В акустической лаборатории ФИАН создавались мощные приборы для борьбы с акустическими минами противника и для дистанционного подрыва мин. В лаборатории академика Б. М. Вула был сконструирован прибор для предупреждения обледенения самолетов. Лаборатория академика Д. В. Скобельцына занималась проблемой использования рентгеновских лучей для контроля изделий, в частности, клапанов авиационных моторов, а также совершенствованием метода акустического обнаружения самолетов. В. И. Векслер сформулировал принципиально новую идею в области ускорения элементарных частиц, И. Е. Тамм предложил расчеты магнитных полей сложной конфигурации, чем оказал помощь И. В. Курчатову и А. П. Александрову в деятельности по обеспечению защиты кораблей от магнитных мин[272].
Ленинградский физико-технический институт был втиснут в помещение Этнографического музея Казанского университета. Лаборатории разделили фанерными перегородками. Академик И. Е. Тамм рассказывал, что сотрудники Физтеха использовали некоторые экспонаты музея по их прямому назначению: один из них с огромным трудом смолол горстку ржи с помощью примитивных жерновов, принадлежащих какому-то индейскому племени. Конечно, заботы о хлебе насущном, навязчивые мысли о доме, о судьбе родных отвлекали от научной работы. Много времени отнимали поиски дров, обработка огородов и продажа вещей на базаре. В. Гроссман в романе «Жизнь и судьба» рассказал о житье-бытье в Казани эвакуированных ученых. И все же спустя годы сотрудники академических институтов, заброшенные из столиц в далекую Казань, вспоминали, что нигде им не работалось так хорошо, как в эвакуации.