Основные задачи института были записаны в постановлении Президиума АН СССР от 31 января 1946 года: «Основной задачей Института океанологии считать разработку теоретических проблем океанологии, проведение исследований океанов и морей на базе представлений о единстве происходящих в морях и океанах физических, химических, биологических и геологических процессов и проведение специальных исследований по проблеме колебания уровня Каспийского моря».
Петру Петровичу удалось пригласить для работы в новом институте многих передовых представителей советской морской науки. Его заместителем по научной части и правой рукой снова стал В. Г. Богоров. На должность своего заместителя по экспедициям П. П. Ширшов пригласил Г. А. Ушакова, позже его сменил И. Д. Папанин. В лаборатории и отделы института пришли молодые специалисты, недавние выпускники Московского университета и других вузов.
Научная деятельность Института океанологии носила широкий комплексный характер. В первые годы своего существования, еще при жизни Петра Петровича, институт изучал географию и природу морских бассейнов и лишь с конца 50-х годов перешел к изучению физических, химических, геологических и биологических процессов, происходящих в водах Мирового океана, на его дне и в толще земной коры под ним.
В тот первый период становления и развития института через его аспирантуру и докторантуру прошли десятки молодых специалистов, многие из них в последующем стали крупными учеными, создавшими славу и авторитет советской океанологии.
В 1949 году я был приглашен на работу в Институт океанологии по рекомендации В. Г. Богорова на должность ученого секретаря и проработал там два года в непосредственном подчинении у Петра Петровича. Хотя он и был очень загружен на высоком государственном посту, он находил время регулярно бывать в институте, не выпускал бразды правления из своих рук. Вместе с В. Г. Богоровым он проводил совещания с руководителями отделов и лабораторий, беседы с отдельными учеными, давал указания о направлении усилий коллектива на изучение тех или иных научных проблем. Поражали его эрудиция, умение видеть не только очередные, но и более отдаленные перспективные задачи морской науки и определять пути их осуществления. Это был в высшей степени интеллигентный человек большого личного обаяния, ровный в обращении со всеми, независимо от их должности, с высокими требованиями к себе и подчиненным. Не помню, чтобы он когда-нибудь повысил голос на кого-либо, но каждое его слово воспринималось как неукоснительная директива. В его кабинете на видном месте висел портрет Фритьофа Нансена — Петр Петрович был его горячим поклонником и считал, что советские океанологи продолжают традиции, заложенные прославленным норвежским исследователем Мирового океана.
Петр Петрович Ширшов считал, что молодой институт сможет успешно работать и развивать советскую морскую науку только в том случае, если его ученые будут не замыкаться в кабинетах, а проводить сбор материалов с борта экспедиционных судов. Таких судов у института пока еще не было. Он принимает смелое по тем временам решение и берет на себя ответственность за создание океанского исследовательского корабля. В 1947 году он командирует В. Г. Богорова и капитана дальнего плавания С. И. Ушакова в морские порты, где находились трофейные транспортные суда, чтобы найти пароход, который удобнее всего было бы переоборудовать под экспедиционное судно. Такое судно было найдено, им был грузовой теплоход «Марс» постройки 1939 года, выполнявший функции фруктовоза из Латинской Америки в порты Германии. По заданию Ширшова в «Ленморпроекте» разрабатывается проект его переоборудования, и «Марс» отправляется на судоремонтный завод в ГДР, где его превращают в научно-исследовательское судно, а на его борту появляется новое название — «Витязь» в честь прославленных кораблей XIX столетия, на которых адмирал С. О. Макаров и Н. Н. Миклухо-Маклай вели исследования Тихого океана.