Интенсивные научно-исследовательские работы осуществлялись в годы первой пятилетки в области химической промышленности. Были открыты природные богатства Кольского полуострова и началось их освоение, разрабатывались методы обогащения апатитовой руды, способы получения из апатита суперфосфата, фосфора, концентрированных удобрений, растворимого фосфата, переработки «хвостов» сырой руды и извлечения нефелина. Дальнейшие исследования позволили использовать боксит в качестве основной алюминиевой руды и обусловили строительство Ленинградского алюминиевого комбината. Прикладные исследования в области химии проводили Химический институт им. Л. Я. Карпова (производство искусственного шелка, работы по электрохимии и хромированию, развитие физической химии), Государственный институт прикладной химии (получение магния из карналита и хлористого магния, металлического кадмия из отходов цинкового и хлористого производства), Институт высоких давлений (изготовление под давлением фосфорной кислоты), химико-фармацевтический институт (создание аналитических и производственных методов изготовления органических соединений, ранее ввозившихся из-за границы), Научно-исследовательский институт реактивов (создание и налаживание опытного производства около 300 видов реактивов), научный институт по удобрениям (химическая технология фосфатно-туковой промышленности, изготовления калийных и азотных удобрений). Блестящим свидетельством научных достижений в области химической промышленности явилась, как уже упоминалось, разработка С. В. Лебедевым спиртового способа изготовления искусственного каучука и строительство первых заводов по массовому его производству.
Выдающуюся роль в развертывании научных исследований и создании новых направлений развития техники в промышленности сыграло создание в 1930 г. в Ленинграде Государственного физико-технического института под руководством акад. А. Ф. Иоффе. Он стал кузницей научных кадров, которые возглавили в дальнейшем целую сеть научно-исследовательских физико-технических институтов в крупных промышленных центрах страны. Из его состава выделились в 1931 г. три самостоятельных института — электрофизический, химической физики и физико-технический. Все эти институты занимались изучением фундаментальных физических процессов под углом зрения разработки и применения новых технических и технологических приемов в промышленности, в частности в области электрификации страны. Работы этих институтов заложили основы для успешного развития советской науки и техники в разных областях.
Наряду со значительным расширением научно-исследовательской сети промышленности в годы первой пятилетки произошло ее значительное организационное укрепление.
Серьезное внимание в эти годы уделяется введению планового начала в исследовательской работе. Переход к планированию в науке открывал большие возможности для эффективного использования научных сил, позволял комплексно решать сложные проблемы.
Отдельные учреждения Академии наук уже в 1929 г. перешли к планированию своей деятельности и, учитывая их опыт, в 1930 г. было приступлено к составлению комплексного плана научных исследований.
Общее собрание Академии наук, рассмотрев предложения организационно-плановой комиссии о принципах и задачах планирования, решило сосредоточить внимание на разработке следующих направлений науки: а) общетеоретические проблемы; б) проблемы, содействующие социалистической реконструкции народного хозяйства; в) проблемы, связанные с задачами культурной революции, особенно с социалистическим строительством в национальных республиках и областях 1431.
Особо указывалось на необходимость увязывания планов работ Академии с планами других научно-исследовательских учреждений страны. В 1930 г. первая Всесоюзная конференция по планированию научно-исследовательской работы отметила, что деятельность Академии наук СССР должна быть тесно связана с пятилетнием планом развития народного хозяйства страны. Председатель Госплана СССР В. В. Куйбышев, выступивший на конференции, наметил задачи, стоявшие перед отечественной наукой. Первый сводный план Академии наук был составлен в 1931 г.
Проводилось широкое обсуждение планов академических учреждений с участием заинтересованных организаций. Стала распространяться практика заключения Академией наук договоров с хозяйственными органами и наркоматами. Поступавшие от наркоматов и хозяйственных ведомств ассигнования на проведение исследований в 1932 г. составили 56,9% от общего объема затрат Академии наук.