В 1929 году Бернштейн получает звание приват-доцента по кафедре гигиены труда 1‐го Московского государственного университета, а в 1935 году ВИЭМ[9] присуждает ему звание профессора и ученую степень доктора медицинских наук (по совокупности работ). В 1935 году выходит книга «Исследования по биодинамике локомоций», в 1940 году – «Исследования по биодинамике ходьбы, бега, прыжка».
В связи с началом войны Николай Александрович с семьей – женой, Наталией Александровной Гурвич, 3-летним сыном Сашей и 11-летней дочерью жены от первого брака Татьяной – осенью 1941 года эвакуируется в г. Улан-Удэ Бурят-Монгольской АССР. В сентябре 1942 года семья переезжает в Ташкент к семье младшего брата Сергея, к тому времени профессора строительной механики. В Ташкенте Николай Александрович занимается реабилитацией раненых, а также им «…за период эвакуации (1942–1943)… вычислены и подготовлены к печати „Пятизначные таблицы десятичных логарифмов“, получившие одобрение Московского математического общества»[10]. В 1943 году семья возвращается в Москву, где, с июля 1943 года, Н. А. Бернштейн становится профессором кафедры физиологии Государственного центрального ордена Ленина института физкультуры (ГЦОЛИФК), а с сентября 1943 – профессором Института психологии Академии педагогических наук. С июля 1944 года также начинает заведовать лабораторией физиологии движений Центрального научно-исследовательского института физкультуры (ЦНИИФК[11]). С 1943 по 1947 год Николай Александрович состоит научным консультантом, а с февраля 1948 по март 1949 года заведует отделением физиологии и патофизиологии движений в Московском научно-исследовательском институте протезирования Министерства социального обеспечения и читает курс психофизиологии движений на кафедре психологии МГУ.
Весной 1945 года ЦНИИФК и Институт неврологии