В годы войны Н. А. Остерман выезжал в командировки как уполномоченный по делам строительства для эвакуированного населения в Ижевск, по делам восстановительного строительства в Ростов-на- Дону. После победы над фашистской Германией он находился в качестве уполномоченного от Комитета по делам архитектуры при GHK СССР в Берлине.
Деятельность Н. А. Остермана в Институте жилища в послевоенные годы была связана с разработкой проектов и строительством жилых домов в восстанавливаемых городах и в,1 восточных районах страны. В качестве автора и руководителя бригады Остерман выполнял проекты шести типов стандартных жилых домов. По этим проектам было построено более 25 тыс. зданий. Одновременно он проектировал экспериментальные дома, которые были построены в Болшеве под Москвой (1948 г.) и в Карачарове (1950 г.).
Эксперимент в те годы заключался в том, чтобы найти наиболее приемлемые, экономичные планировочные решения квартир, эффективные материалы, рациональные конструкции для массового жилищного строительства в стране, разоренной войной. Работа Института жилища отличалась трезвым подходом к проблеме создания типовых проектов жилых зданий, скромных по внешнему облику, легко выполнимых в любом районе строительства, стандартизированных в основных планировочных и конструктивных параметрах. Был разработан серийный метод проектирования, который предусматривал создание серий типовых проектов для ансамблевой застройки городских кварталов и магистралей. Работы Института жилища в значительной мере способствовали широкому внедрению во второй половине 1950-х гг. типового проектирования и индустриального строительства жилищ.
Значительным экспериментом тех лет было проектирование (1951—1953 гг.) и строительство (1953—1956 гг.) бескаркасного крупнопанельного жилого дома на Октябрьском поле в Москве.
В первой половине 1950-х гг. архитектурно-инженерная мысль в поисках наиболее рациональных решений пришла к выводу о необходимости укрупнять элементы, из которых строятся, монтируются здания, чтобы значительную часть работ перенести в заводские условия, рационально использовать транспорт и подъемные механизмы на стройке, ускорить и удешевить строительство. Повышение производительности труда при этом достигалось не только на стройке, но и в проектной организации, поскольку индустриализация строительного производства всецело была связана с переходом на использование типовых проектов. Место кирпича и сырой штукатурки должны были занять крупные стеновые блоки и панели, плиты сухой штукатурки и другие укрупненные элементы и эффективные материалы.
Жилой дом на Октябрьском поле, над проектом которого Н. Остерман работал в коллективе с архитекторами Л. М. Врангель, 3. Н. Нестеровой, инженерами Г. Ф. Кузнецовым, Б. Н. Смирновым, должен был показать преимущества и недостатки в изготовлении, монтаже, эксплуатации конструкций, а также выявить экономическую сторону строительства крупных жилых домов из несущих панелей по бескаркасной схеме (другой схемой, испытывавшейся в те годы, была каркасная — в ней несущим элементом были не панели, а железобетонный каркас, на который навешивались наружные ограждающие панели и укладывались плиты перекрытия) . К двухсекционному семиэтажному корпусу по бокам примыкали пятиэтажные односекционные (без лифтов) корпуса, образуя в плане букву П. Панельная структура здания была выявлена на фасадах характерными утолщениями-ребрами по периметру панелей. Четырехскатные крыши отличают это крупнопанельное здание от домов 1960-х гг. с их плоскими крышами.
Жилой дом на Октябрьском поле сыграл роль в дальнейшей судьбе крупнопанельного строительства, показал его преимущества перед крупноблочными и позволил выбрать как наиболее рациональную схему при строительстве жилых крупнопанельных домов высотой до 16 этажей бескаркасную, а для более высоких — каркасную.
С 1953 г. и до конца жизни Н. А. Остерман руководил одной из мастерских Специального архитектурно-конструкторского бюро (САКБ), которое впоследствии было преобразовано в Московский научно-исследовательский институт типового и экспериментального проектирования (МНИИТЭП). В этой должности Остерман совмещал и личную авторскую работу, и руководство коллективом архитекторов и инженеров. Первой работой в САКБ были проекты восьми типов деревянных и каменных благоустроенных стандартных жилых домов для Сокольнического района (1954 г.), которые были использованы и для других городов. Всего сооружено более 5 тыс. подобных зданий.
Проектирование жилых домов с экономичными квартирами, рассчитанными на посемейное заселение (1956 г.), и строительство (1956—1958 гг.) одного из первых жилых комплексов конца 1950-х гг.— 9-го квартала Новых Черемушек на углу улиц 60-летия Октября и Дмитрия Ульянова — были крупным событием в советской архитектуре. Этому предшествовал ряд партийно-правительственных постановлений о внедрении индустриальных методов в массовое жилищное строительство, о сооружении сотен заводов сборного железобетона.
Как писал впоследствии Н. А. Остерман во введении к книге, посвященной этому эксперименту, основной задачей проектирования и строительства экспериментального 9-го квартала являлась комплексная постановка проблем, связанных с организацией массового строительства жилищ, в которых каждой семье предоставлена отдельная квартира. Основными вопросами, подлежащими проверке, были различные планировочные приемы решения квартир для односемейного заселения, новые типы мебели, кухонного и санитарно-технического оборудования. Чтобы добиться снижения стоимости строительства, решено было проверить ряд прогрессивных конструкций и заводских изделий. Проверке подлежали также новые приемы застройки территории, основанные на новой системе организации об служивания бытовых и культурных нужд населения. Основными авторами проекта 9-го квартала были Н. А. Остерман, С. В. Лященко, Г. П. Павлов.
В квартале площадью 11,85 га построено 16 жилых домов — из них 13 четырехэтажных, каждый из которых отличается особенноЗ планировкой квартир, и 3 восьмиэтажных односекционных, построенных по одному проекту, т. е. 14 типов жилых зданий. Одна из основных особенностей планировочного решения квартир — это различие в компоновке и расположении в плане квартиры санитарно-кухонного узла, который мог размещаться в головной части квартиры, в середине и в глубине; в ряде планировок кухня и ванная расположены смежно, а в других — раздельно. В некоторых квартирах ванные помещения освещались дневным светом, в ряде квартир кухня соединялась с большой комнатой специальным окном для подачи пищи и т. д. Наряду с кирпичными строились и крупноблочные и крупнопанельные дома.
В квартале располагались также детские ясли и детсад, школа и столовая, магазины, кинотеатр («Улан-Батор»), хозблок, АТС, гаражи. По сути дела, это был один из первых микрорайонов — жилых комплексов конца 1950-х гг.
Опыт строительства 9-го квартала, который был сооружен за 22 месяца и целиком состоял из прямоугольных в плане жилых домов с разнообразными крылечками и балконами, с хорошо спланированными дорожками и площадками для детских игр, бассейном и озеленением, показал, что облик такого квартала может быть выразительным и запоминающимся.
Принятые вскоре для массового строительства в Москве и других городах страны типовые проекты жилых домов не имели такого планировочного разнообразия квартир, а высота в домах без лифтов принята в пять этажей, в башнях с лифтами — девять.
Рядом с 9-м кварталом располагались также экспериментальные 10-3 и 12-3 кварталы, в проектировании и строительстве которых Н. А. Остерман принял самое деятельное участие. 12-3 квартал, строившийся почти вместе с 9-м, был первым примером массового поточного строительства пятиэтажных крупноблочных домов в Москве.
10-3 квартал, протянувшийся с северной стороны улицы Шверника, представлял собою строительную площадку, на которой в течение ряда лет велось строительство разного рода экспериментальных жилых домов и массовых зданий обслуживания. Здесь в 1962— 1963 гг. была построена группа из пяти жилых зданий, монтировавшихся из крупных объемных блоков.