В плане научного руководства новому институту были подчинены радиевый рудник и недавно созданный завод в Бондюге (Татарстан). Комплексный подход к проблеме радиоактивности, характерный для основателей института академиков Вернадского и Хлопина, предопределил комплексную структуру института, основанную на сочетании физических, химических и радиогеохимических исследований.
Владимир Иванович организовал экспедиции на Урал, в Предуралье, на Байкал, в Забайкалье, на Туя-Муюнское месторождение в Ферганской области (1915—1916) и Кавказ, но В. И. Вернадский указывал на необходимость подобных исследований в южных регионах, в особенности на побережьях Чёрного и Азовского морей.
Он считал, что для успешной работы должны быть организованы постоянные исследовательские станции…
В 1922—1926 годах по приглашению президента университета был командирован во Францию для чтения курса геохимии в Сорбонне. Работал в Музее естественной истории и Институте Кюри. В Париже на французском языке вышел фундаментальный труд В. И. Вернадского – «Геохимия».
В 1915 он стал председателем Комиссии по изучению естественных производственных сил России, был одним из создателей плана ГОЭЛРО. Комиссия внесла огромный вклад в геологическое изучение Советского Союза и создание его независимой минерально-сырьевой базы.
По возвращении из зарубежной командировки в 1926 году формулировал концепцию биологической структуры океана, согласно которой, жизнь в океане сконцентрирована в «плёнках» – географических пограничных слоях различного масштаба.
В 1927 году организовал в Академии наук СССР Отдел живого вещества. Однако термин «живое вещество» В. И. Вернадский употреблял как совокупность живых организмов биосферы.
Летом 1935 года здоровье Владимира Ивановича ухудшилось, и по рекомендациям кардиолога он уезжает на лечение за границу, в Карловы Вары. После прохождения курса лечения Вернадский работал в Париже, Лондоне, в Германии. Это была его последняя зарубежная командировка; в Европе чувствовалось дыхание будущей войны. Вернадский в последний раз встретился дочерью Ниной, которая вскоре уехала из Чехословакии в США, в Нью-Хейвен, где поселилась недалеко от брата Георгия Вернадского сотрудника кафедры русской истории в Йельском университете. За рубежом Вернадский работал над книгой «Научная мысль как планетное явление», которая была опубликована только в 1977 году.
В годы политических репрессий Вернадский ушёл со всех административных постов, оставаясь только научным консультантом (чтобы не участвовать в «чистках»). В это же время он был избран членом геолого-географического, химического, физико-математического отделений Академии