В 1932 году было принято решение активизировать деятельность в области популяризации науки, в следующем году президиум Академии наук СССР создал комиссию по изданию научно-популярной литературы во главе с Вавиловым. Сергей Иванович работал в этой комиссии восемнадцать лет, до самой смерти.
Комиссия начала с создания научно-популярной серии книг в издательстве Академии наук СССР. В 1938 году по инициативе Вавилова эта серия была разделена на три. Перед каждой были поставлены собственные задачи: первая была рассчитана на подготовленного читателя, разбирающегося в научных проблемах, вторая предназначалась для рабочих, третья — для тружеников сельского хозяйства.
В 1933 году С. И. Вавилов стал членом редакционной коллегии журнала «Доклады Академии наук СССР» (с 1945 года он сделался его главным редактором). В 1939 году Сергей Иванович был назначен ответственным редактором «Журнала экспериментальной и теоретической физики», который возглавлял до своей кончины. Кроме того, с 1939 по 1944 год он был редактором «Физического журнала СССР», издававшегося на английском языке, а с 1945 по 1951 год — членом редакционной коллегии журнала «Вестник Академии наук СССР».
Сергей Иванович отдавал редакционной деятельности очень много времени. Академик Б. М. Вул рассказывал автору этих строк, что до войны он жил с Вавиловым в одном доме на Спиридоновке (ныне улица Алексея Толстого) и часто возвращался с ним вместе домой из института часов в восемь-девять вечера. Нередко дома Сергея Ивановича в это время поджидала редколлегия «Докладов Академии наук СССР». Не успевал он войти в квартиру, как сразу же начиналось заседание. Несмотря на большое число вопросов, Вавилов умел за час-полтора решить их все без какой-либо торопливости.
Став президентом академии, Сергей Иванович возглавил все ее огромное издательское дело, стал его идейным и практическим руководителем. Благодаря его заботам продукция академического издательства резко увеличилась — за пять лет выпуск книг вырос более чем в 2,5 раза. Вавилов оказывал большое влияние и на работу многих других издательств. Особенно тесная связь у него была с Издательством технико-теоретической литературы и с Машгизом.
Издательство Академии наук значительно усовершенствовало свою работу. По совету Сергея Ивановича стали издаваться новые серии книг, вскоре завоевавшие широкое признание: «Классики науки», «Литературные памятники», «Мемуары», «Биографии», «Итоги и проблемы современной науки».
Интересна история возникновения серии «Литературные памятники». В 1947 году в связи с предполагавшимся визитом в СССР премьер-министра Индии Джавахарлала Неру Вавилову пришла мысль выпустить «Хождение за три моря» — произведение знаменитого путешественника Афанасия Никитина, первого русского человека, побывавшего в Индии. Книга удалась. В связи с ее успехом у Вавилова возникла идея выпуска целой серии книг, для которой он придумал название «Литературные памятники».
Была создана специальная редакционная коллегия серии. Вавилов придирчиво следил за ее работой.
Серия эта жива и поныне. Она насчитывает уже более трехсот произведений всех времен и народов. Книги снабжены прекрасным комментарием, составляются, пользуясь словами Сергея Ивановича, «с полным комфортом для читателя». О заслуге Вавилова в организации этой прекрасной серии говорил академик Дмитрий Сергеевич Лихачев на встрече в телевизионном центре «Останкино» в 1986 году.
Вавилов считал, что молодые ученые должны знакомиться с трудами классиков науки не по учебникам, а по оригиналам. Он говорил, что изучение самого произведения имеет огромное воспитательное значение, оказывает решающее влияние на формирование мировоззрения. Сам он делал все возможное для того, чтобы познакомить новое поколение с великим прошлым науки, и прежде всего науки русской. «Если наследие великих поэтов — Горация, Шекспира, Пушкина и других — изучается с величайшей тщательностью, то замечательные труды классиков естествознания часто предаются незаслуженному забвению», — не раз с горечью замечал Сергей Иванович.
В 1948 году по инициативе Вавилова была выпущена книга «Люди русской науки» — двухтомник очерков о жизни и творчестве русских ученых, оставивших глубокий след в истории естествознания и техники. В предисловии к двухтомнику Сергей Иванович писал: «Единодушный патриотический порыв нашего народа в годы Отечественной войны сопровождался особым интересом к нашему прошлому. Вспомнили о многом, о чем нередко забывали раньше. Воскресили многие славные имена».