Осенью 1937 г. почти весь преподавательский состав японской кафедры университета был арестован и в апреле 1938 г. расстрелян (при этом параллельная китайская кафедра почти не пострадала), тогда чуть ли не во всех японистах видели «шпионов». Уцелели лишь самые молодые, среди них Николай Александрович. Через два года университет будет вообще закрыт, и востоковедение на Дальнем Востоке прервется более чем на двадцать лет. Но к этому времени Сыромятникова там уже не было: в 1938 г. он уехал в Ленинград учиться в аспирантуру.
Предполагалось, что он будет учиться у Н. И. Конрада, но тот незадолго до приезда Николая Александровича в Ленинград был арестован. В университете остался лишь один квалифицированный японист, избежавший ареста: А. А. Холодович. Это был ученый большого таланта, но при небольшой разнице в возрасте (Холодович был лишь на пять лет старше своего аспиранта) и значительном несходстве характеров отношения не сложились. Когда в 1939 г. вышла из заключения и вернулась на факультет Е. М. Колпакчи, аспирант перешел к ней. Темой диссертации стал язык кёгэнов – памятников японской литературы XVI в., отражавших разговорную речь того времени. Эту тему он будет, наряду с другими, разрабатывать многие годы, но тогда за три года Сыромятников ничего написать не успел. Главное внимание он обратил на пополнение своих знаний, посещая лекции и семинары университетских «светил». Он любил вспоминать, как знаменитый Л. В. Щерба разбирал на семинаре язык первой главы «Капитанской дочки»; разбор был столь обстоятельным, что за целый семестр прошли полторы страницы текста.
Началась война. В ее первые месяцы Николай Александрович оставался в Ленинграде, где пережил самый тяжелый блокадный период. Помню, как незадолго до смерти он в своем институте выступал с воспоминаниями по случаю 40-летия окончания блокады. Он вспоминал, как вместе с товарищами подобрал упавшего на Дворцовой набережной академика С. А. Жебелёва. Они донесли его до Дома ученых, куда тот направлялся, но спасти его не удалось. В начале 1942 г. Сыромятников был призван в Военно-морской флот и несколько месяцев находился в команде моряков-связистов, располагавшейся в Елагином дворце; при нем во дворец попала бомба, и он сгорел. Там он научился танцевать «Яблочко», которое потом исполнял в самодеятельности Военного института иностранных языков; дома у него впоследствии висела большая фотография в краснофлотской форме. Но краснофлотцем Сыромятников был недолго: вспомнили о его профессии, и в июле 1942 г. он снова попал на Дальний Восток в качестве преподавателя курсов военных переводчиков Тихоокеанского флота. В конце 1943 г. его перевели в Москву преподавателем Военного института иностранных языков, с тех пор он жил здесь до смерти.
Уже в следующем году Сыромятников демобилизовался, но институт оставался его основным местом работы до 1950 г., одновременно он преподавал японский язык в Дипломатической школе НКИД СССР, на историческом факультете МГУ и в других местах. Возобновил он и учебу в аспирантуре, теперь уже у вернувшегося к деятельности Н. И. Конрада. В 1950 г. Николай Александрович ушел из Военного института в переведенный в Москву Институт востоковедения АН СССР, с которым связана вся его дальнейшая жизнь и деятельность. Первые годы в институте он совмещал научную деятельность с редакторской, а когда в 1958 г. был организован Отдел языков, перешел туда и оставался здесь до конца жизни.
Становление Сыромятникова как лингвиста было достаточно сложным. Ему (как и, например, Н. А. Невскому) часто было нелегко сосредоточиться на какой-то одной теме и довести ее до конца. В основном из-за этого он защитил кандидатскую диссертацию лишь в 44 года, через двадцать с лишним лет после получения вузовского диплома. Сначала он занимался кёгэнами, потом, не бросая их, стал писать диссертацию о времени японского глагола, но одновременно увлекся японской фонетикой и фонологией, именно в этой области появилась первая его заметная публикация.