В 1942 г., во время Великой Отечественной войны, Геллерштейн был приглашен А. Р. Лурией для работы в эвакогоспитале г. Кисегач Челябинской области для разработки научно обоснованной системы трудотерапии нарушений двигательных функций. Так в период 1942–1943 гг. Соломон Григорьевич оказался в роли научного руководителя всех эвакогоспиталей системы ВЦСПС по восстановительной трудотерапии при ранениях верхних конечностей. Здесь работали многие известные психологи – А. В. Запорожец. С. Я. Рубинштейн, Б. Б. Митлина и др. Уже в 1942 г. были изданы серия статей и руководство по трудотерапии. В 1943 г. под редакцией А. Р. Лурии удалось опубликовать расширенный вариант книги Геллерштейна[3], включающий научное обоснование разработанной им системы дифференциальной восстановительной трудотерапии при ранениях рук. Таких ранений было большинство, и благодаря талантливой работе хирургов и методистов по трудотерапии до 80 % раненых этой группы успешно восстанавливались и возвращались в строй или на рабочие места в условиях тыла. Научное обоснование геллерштейновского варианта системы трудотерапии базировалось на учении Н. А. Бернштейна[4] об уровневом строении управления движениями, на использовании идеи о роли сенсорных коррекций, кольцевом принципе регуляции, которое предлагалось взамен учения о рефлекторной дуге при рассмотрении процессов управления движениями. Концепция восстановительной трудотерапии и ее практическое воплощение была предметом докторской диссертации, успешно защищенной Соломоном Григорьевичем в Москве в 1945 г. Идеи Соломона Григорьевича не противоречили идеям и практике трудотерапии нарушенных двигательных функций в концепции А. Н. Леонтьева (который с 1943 г. занимался также этими вопросами на Урале), но оригинально дополняли их. Отличия позиции Геллерштейна и Леонтьева касаются в большей степени целевых установок и практики организации трудотерапии. А. Н. Леонтьев ставил в центр внимания предметную нацеленность трудовых действий, понимание ранеными социальной направленности их участия в коллективном труде по изготовлению нужных для фронта предметов (носилок, саперных лопат и пр.)[5], тогда как концепция «дифференциальной восстановительной трудотерапии» Геллерштейна была ориентирована на управляемый процесс восстановления нарушенных двигательных функций, основанный на индивидуальном подходе к каждому раненому бойцу с подбором для него специально изготовленного инструмента, трудовых и «трудоподобных» занятий, который важно было осуществлять на самых ранних этапах послеоперационного восстановления. Область трудотерапии рассматривалась ученым как сфера воздейственной практики, которая должна составить одно из важных направлений психологии труда и медицинской психологии.
В послевоенные годы Соломон Григорьевич