Вавилов называет наилучшие условия реализации своего метода, рекомендует наиболее подходящие типы радиостанций, указывает на важность использования однотипных детекторов и одинаковой их настройки, отмечает, что особое внимание должно быть обращено на устойчивость работы детекторов. Он предлагает осуществлять ежедневную проверку их чувствительности, измеряя силы слышимости сигналов, подаваемых в определенные часы одной из передающих радиостанций.
12 и 13 октября 1916 года по приказу командира радиодивизиона особой армии Сергей Иванович провел экспериментальные испытания своего метода. В предместье города Луцк-Красное была установлена приемная радиостанция, которая фиксировала силу сигналов, подаваемых в определенном режиме девятью передающими станциями, расположенными в разных пунктах. Проведенные опыты доказали правильность вавиловского метода.
Сергей Иванович описал свой метод пеленгации радиостанций в статье «Метод определения расположения радиостанции по силе приема ее работы». Рукопись статьи, датированная 17 октября 1916 года, была утеряна. Ее удалось обнаружить лишь в 1952 году, уже после смерти С. И. Вавилова. Статья была опубликована в 1954 году, почти через сорок лет после ее написания.
Академик Борис Алексеевич Введенский в своих воспоминаниях воспроизводит рассказ Вавилова о завершающем этапе работы по пеленгации. Сергей Иванович представил начальству рапорт, в котором принцип пеленгации пояснялся чертежом, ясно показывающим суть метода и позволяющим обойтись без лишних формул. Но начальству такая простота не понравилась. От Вавилова потребовали «более солидного» подхода. Тогда он выписал формулы аналитической геометрии для соответствующих окружностей и прямых, определил точки пересечения и т. д. Начальство осталось довольно.
Во фронтовых условиях в июле — августе 1917 года Вавилов выполнил еще одну работу, которую назвал «Частота колебаний нагруженной антенны». В ней он вывел формулу, имеющую существенное значение для радиотехники. Опубликовать результаты исследований удалось лишь в 1919 году.
К годам первой мировой войны относится еще несколько исследований молодого Вавилова. Так, в 1915 году он опубликовал заметку «Об одном возможном выводе из опыта Макельсона и других». В радиодивизион время от времени присылали иностранные радиожурналы, Сергей Иванович внимательно читал их. В 1917 году он опубликовал несколько рефератов по радиотехнике в журнале «Вестник военной радиотелеграфии и электротехники».
Как и его учитель Петр Николаевич Лебедев, Сергей Иванович очень любил Гете и в подходящих случаях всегда цитировал его. С юношеских лет настольной книгой Вавилова стал «Фауст». Книга привлекала глубокими размышлениями о смысле жизни, о науке, о роли и назначении ученого, о его общественном долге. Многие страницы Сергей перечитывал десятки раз, всегда находя в них новое. С собой на фронт он взял небольшого формата томик — лейпцигское издание «Фауста» с готическим шрифтом. В свободные минуты читал и перечитывал любимую книгу, делая пометки на полях. Вскоре пометок накопилось так много, что Вавилов завел на них специальные тетрадочки одного формата с книгой. Весной 1915 года, находясь в польском городе Кельц, он переплел их вместе с томом.
Книга эта была с Сергеем Ивановичем и в годы Великой Отечественной войны. Тогда он сделал в ней такую запись: «1942 (Йошкар-Ола). Снова война, снова «Фауст», только вместо фронта глубокий, далекий тыл, а мне на 27 лет больше, за плечами прожитая жизнь...» Вавилов собирал различные издания «Фауста» — их у него было более сорока.
Четырехлетнее пребывание на фронте во многом изменило Сергея. Юность кончилась. Окончательно сформировались характер, привычки. Пришла зрелость.
В конце войны Сергей Иванович попал в плен. Захвативший его офицер был удивлен, услышав чистейшую немецкую речь. Выяснилось, что немец по образованию также физик. Завязалась оживленная беседа. Офицер расположился к Сергею Ивановичу и не особенно заботился о его охране. Вавилов бежал. Он перешел линию фронта и добрался до своих.
В феврале 1918 года четырехлетние скитания по фронтовым дорогам окончились, и Сергей Иванович возвратился в Москву. В стране царили голод и разруха. Казалось, что делать физику в такой обстановке? Однако жизнь показала, что знания Сергея Вавилова очень нужны народу.
Начало
Встреча с семьей была радостной. Почти одновременно с Вавиловым с фронта возвратились его университетские товарищи Ржевкин и Ильин. И у того и у другого в Москве не было родственников, и Сергей предложил им пожить у него. Александра Михайловна встретила приятелей сына как родных, выделила каждому по комнате, кормила и поила. Несколько месяцев провели Ржевкин и Ильин в гостеприимном доме Вавиловых и навсегда сохранили благодарное чувство к его добрейшей хозяйке. Через некоторое время в доме разместили детский сад, выделив для семьи Вавиловых второй этаж флигеля.