В 1940 году С. И. Исаев переехал в Саратов. Он преподавал в Саратовском СХИ; а с 1943 г. заведовал там кафедрой селекции плодовых и овощных культур. Основным объектом его исследований оставались яблони.
В 1943 году селекционер участвовал в проводившемся в Москве совещании по садоводству, результатом которого стало принятие Закона о садах. После войны, во исполнение этого Закона, по всей стране было посажено множество плодово-ягодных садов.
Среди важных научно-практических достижений С. И. Исаева того времени было получение семенного потомства выведенного И. В. Мичуриным сорта яблони
"Учение о вегетативной гибридизации является одним из центральных разделов мичуринской генетики и селекции, вокруг которого шла, да и до сих пор идет борьба менделистов-морганистов с мичуринцами. Поэтому не лишним будет привести еще один пример из наших работ по вегетативной гибридизации яблони.
Среди сортов И. В. Мичурина известен классический пример вегетативного гибрида между яблоней и грушей ― Ренет бергамотный, который был получен в результате прививки почки с однолетнего стадийно молодого сеянца яблони в крону дерева груши. Ренет бергамотный уже полвека стойко сохраняет при вегетативном размножении признак, приобретенный при вегетативной гибридизации ― грушевидную форму плода у плодоножки. В 1935 г. в свою очередь мы скрестили Ренет бергамотный с различными сортами яблони. Гибриды, выращенные из семян, полученных от этого скрещивания, с 1944 г. уже плодоносят на экспериментальной базе Научно-исследовательского института имени Мичурина. И вот, интересно отметить, что среди этих гибридов встречаются такие, которые унаследовали характерный тип плодов Ренета бергамотного, напоминающих грушу, т. е. унаследовали и при половом размножении признак, приобретенный при вегетативной гибридизации".
Там же С. И. Исаев привёл и другие примеры противоречий между доктринами оппонентов мичуринцев и селекционной практикой:
"В наших опытах с гибридами яблони выяснилось следующее: если при скрещивании северного сорта с южным материнским растением в данной паре брался северный сорт, то и потомство получалось более морозостойким, чем при обратном скрещивании, когда материнским растением в той же паре брался южный неморозостойкий сорт. Подобное же явление мы отметили на гибридах яблони и в отношении величины плодов. При одной и той же паре исходных форм потомство получалось более крупноплодным в том случае, когда в качестве материнского растения брался именно крупноплодный, а не мелкоплодный сорт этой же пары. В литературе также имеются указания селекционеров о получении неодинаковых результатов от прямых и обратных скрещиваний… С позиции менделевско-моргановской комбинаторики ген-факторов нельзя дать удовлетворительного объяснения этому явлению".
С 1949 года С. И. Исаев работал в МГУ. В 1950-54 гг. он был деканом биолого-почвенного факультета; с 1952 по 1966 гг. заведовал кафедрой генетики и селекции; с 1966 г. заведовал лабораторией биологии, генетики и селекции садовых растений.
Основным направлением научно-практической деятельности С. И. Исаева было выведение морозостойких сортов яблони с плодами длительной лёж-кости ― продолжение работ Мичурина. Для этого он применял мичуринские методы географически отдалённого скрещивания, создавая гибриды местных сортов с американскими (Джонатан и др.).
Им были созданы 35 новых сортов яблонь, 8 из которых районированы. Среди них
С. И. Исаев был удостоен звания лауреата Сталинской премии (1950 г.); Большой золотой медали ВДНХ (1961 г.); диплома почёта ВДНХ (1972 г.); золотой медали им. Мичурина (1982 г.). Ему было присвоено звание заслуженного деятеля науки РСФСР.
Дело С. И. Исаева продолжила его дочь, Ирина Сергеевна ― доктор сельскохозяйственных наук, член редакционного совета журнала "Сад и огород", автор ряда популярных книг по садоводству.
Пословица