На межі 20 —30-х років у діяльності секцій наукових працівників сталися суттєві зміни. Значно більше уваги почали приділяти виробничим питанням, захист же професійних інтересів оголошувався тред-юніонізмом. У 1934 р. відбулася чергова реорганізація профспілок. СНП були ліквідовані. З цього часу почала існувати єдина профспілка працівників освіти, вищої школи і наукових установ. Її діяльність будувалася на принципах адміністративно-бюрократичної системи.
Різноманітні форми громадської ініціативи наукової вузівської та науково-технічної інтелігенції наприкінці 20 — на початку 30-х років увійшли в суперечку з тенденцією до одержавлення усіх сфер життя, у тому числі й науки. Масові репресії 30-х років не оминули й вчених. Зловісну роль у долі української інтелігенції відіграв судовий процес, що відбувся навесні 1930 р. в Харкові над членами «Спілки визволення України» (СВУ), у справі якої проходили 45 осіб на чолі з видатним українським вченим-літературознавцем, віце-президентом ВУАН академіком С. О. Єфремовим. Майже одночасно з процесом СВУ в Житомирі відбувся суд над «шкідниками сільського господарства» — викладачами ВНЗ Харкова, співробітниками різних сільськогосподарських установ. Внаслідок цього Харківська секція наукових працівників залишилася без 12 чоловік, у тому числі таких відомих фахівців, як М. 3. Рєзников, К. Г. Маньківський, К. С. Кононенко, А. Ф. Дідусенкота ін. Гучною стала «справа УФТІ», коли були звинувачені у шпигунстві всесвітньо відомі фізики.
Про масштаби кампанії пошуку «ворогів народу» серед наукових співробітників, зокрема, свідчить такий факт: двадцять п'ять працівників Харківської науково-дослідної кафедри (інституту) історії української культури були репресовані. Приводи для арештів були різноманітні — належність у минулому до різних політичних партій, пропаганда українофільських поглядів у своїй творчості тощо. Лише протягом 1933 р. в науково-дослідних установах Наркомосвіти УСРР та університетах було репресовано 270 учених і викладачів, у педінститутах — 210. Повною мірою це торкнулося і харківських учених та викладачів ВНЗ. Лише декілька прикладів мовою документів 1933 р.: «...у педагогічному інституті, особливо на шкільно-педагогічному відділі, мав місце цілий ряд контрреволюційних, націоналістично-петлюрівських, антисемітських та правоопортуністичних вилазок та вихваток як від позапартійних (Малюга, Савенко), так і від комсомольців (Зубарев, Наливайко, Шевченко, Гончарова, Терещенко, Головаш, Андрущенко) та навіть членів партії (Лось), що виявлялося у формі систематичного розповсюдження анекдотів чи відверто прямих — часто хуліганських — вчинках». Доповідна записка про ідеологічний стан навчального процесу та партійно-масову роботу в медичному інституті також дає приклад «антирадянської діяльності»: «Серед викладачів є елементи, які в процесі викладання проводили антирадянську пропаганду. Так, на робітфаку викладач російської мови Краков, ведучи весь свій курс з явних буржуазно-ідеалістичних позицій, до того ж, практикувався на диктантах, підібраних з речень такого типу: «Мягко стелет, да жестко спать», «Только и одежки, что одни рогожки», «Вставай, голодный и бездомный, вставай, измученный народ», «Против вражьего напора ощетиним мы штыки», «Слезы льются из глаз» і т. ін. «Голодаю, система, закон, разбираю» — це слова, що їх саме в такому порядку подавав Краков для вивчення наголосів». Стан речей в інституті характеризувався словами «атмосфера аполітичного діляцтва». Як доповідав на районній конференції в січні 1934 р. ректор Харківського державного університету Я. С. Блудов, «зусиллями партійної організації і ректорату» були звільнені з роботи «ворожі елементи, націоналісти та ін.», з числа студентів 50 чоловік і викладачів 20 чоловік. І такі «приклади» можна продовжити наводити. У подальшому репресії лише набирали обертів.
Ідеологізація науки призвела до суттєвої зміни стилю і змісту наукової аргументації та полеміки, вона мала наслідком звуження міжнародних контактів. Звичайно, остання обставина обумовлювалася й зростанням міжнародної напруги, засекречуванням досягнень науки, які мали військове значення. Так чи інакше — адміністративний та ідеологічний тиск суттєво обмежили наукову творчість, створили умови для зловживань владою, прийняття невиправданих рішень, усунення від науки талановитих учених.
Підбиваючи підсумки розвитку науки в Харкові у 20 — 30-і роки, необхідно ще раз підкреслити, що він характеризується значною суперечливістю: руйнація сталих традицій і боротьба з неписьменністю, реорганізація університету, створення мережі науково-дослідних інститутів і репресії видатних науковців. Як одним словом оцінити ці, іноді абсолютно протилежні явища? Але одне безсумнівно — попри всі складнощі життя, долаючи неабиякі перешкоди, наприкінці 30-х років Харків значно посилив свій освітній та науковий потенціал.
Відродження науки у 1940-1950 рр
До війни в Харкові працювало 59 науково-дослідних інститутів (НДІ). Під час окупації більшість приміщень, де вони розташовувалися, було зруйновано, а матеріальні цінності пограбовано та вивезено до Німеччини. Тому перші роки після визволення головним завданням було відновлення роботи науково-дослідних закладів, відбудова їхньої матеріально-технічної бази, укомплектування висококваліфікованими науковими кадрами. Завдяки самовідданій праці харків'ян у 1946 р. працювало вже 49 НДІ, а через рік були відроджені 58 наукових установ. До кінця 40-х років внаслідок реорганізацій кількість їх зросла до 74, але в середині 50-х знов зменшилася до 57.
Важливо зазначити, що в науково-дослідних і проектних інститутах міста закладався ґрунт під відбудову, оновлення і подальший розвиток матеріально-технічної бази не лише міста, а й усієї країни. У 1944 р. у Харкові був створений Діпроцемент, за проектами якого із руїн і попелу піднімалися всі цементні та керамічні заводи союзного значення. А в 1951 р. він перетворився на самостійний інститут союзного підпорядкування — Південдіпроцемент. Вагомий внесок у відбудову вугільної промисловості Донбасу внесли найстаріший у країні інститут із проектування шахт і збагачувальних фабрик Південдіпрошахт і створений у 1947 р. Всесоюзний НДІ організації та механізації шахтного будівництва. Важливим науковим центром галузі став УкрНДІгаз, який здійснював наукові дослідження та проектно-конструкторські роботи в галузі геології газових родовищ, технології свердловин, очищення і транспортування газу, економічних дослідів. Значна частина газових і газоконденсатних родовищ України і сьогодні експлуатується за проектами і технологічними схемами інституту.
Ще з довоєнних часів у Харкові сформувалися відомі за межами країни наукові школи, які здійснювали дослідження в галузі фундаментальної фізики, ядерної фізики, фізики низьких температур. Вони не припиняли роботи під час війни в евакуації, а після повернення досить швидко відновили свою діяльність у Харкові. Гордість української науки — Фізико-технічний інститут АН УРСР був піонером у розробці резонансних лінійних прискорювачів у СРСР. В інституті працювала блискуча плеяда науковців, які зробили вагомий внесок у зміцнення ядерного потенціалу країни, ледве не щороку підкоряючи одну вершину за іншою.
30 вересня 1955 р. у Харкові був створений Інститут радіофізики й електроніки (ІРЕ). Він був укомплектований кваліфікованими науковими кадрами і мав добру матеріальну базу. Про значний науковий потенціал свідчили вже його перші кроки: у 1955 р. група науковців під керівництвом А. Я. Усикова розпочала роботу зі створення серії потужних генераторів міліметрових радіохвиль безперервної дії, яка завершилась через 5 років і була відзначена Ленінською премією, а в 1956 р. вченими ІРЕ та ХФТІ було відкрито явище циклотронного резонансу в металі.
Харківські науковці, які працювали в держуніверситеті, ХФТІ, ІРЕ та політехнічному інституті, зробили вагомий внесок у розвиток теоретичних досліджень і їх практичне застосування в галузі традиційної фізики твердого тіла, нейтронної фізики, ядерної фізики, фізики низьких температур, радіофізики та електроніки.
Цікаву й корисну роботу проводили Селекційна станція та Науково-дослідний інститут експериментального тваринництва. Ученими цих установ вирощувалися елітні сорти збіжжя та породи тварин, здійснювалося районування рослин і тварин. Їхні розробки, передані колгоспам і радгоспам, сприяли зростанню сільського господарства. Багато років Селекційну станцію очолював видатний радянський селекціонер-рослинник академік В. Я. Юр'єв. За розробку ефективного методу випробування селекційного матеріалу та створення високоврожайних сортів пшениці Народна Лютесценс 226 і ячменю Ювілейний він був нагороджений у 1947 р. Сталінською премією.
Ціла група харківських наукових установ працювала в галузі медицини. Усій країні були добре відомі НДІ мікробіології, вакцин та сироваток ім. І. І. Мечникова, НДІ медичної радіології, НДІ ортопедії та травматології ім. М. І. Ситенка, НДІ офтальмології та інші. При більшості з них працювали клініки, що давало можливість вченим-лікарям випробовувати і вдосконалювати свої методики лікування швидко і без перешкод. У цих наукових закладах працювали такі висококваліфіковані фахівці, як член-кореспондент Академії наук УРСР В. С. Деркач, професори І. О. Меркулов, В. К. Навроцький та ін. Роль Харкова як важливого центру медичної науки підтверджує той факт, що в післявоєнне десятиліття тут було проведено чимало наукових конференцій: наукова конференція з протезування (1945 р.), 1-а та 2-а Українські конференції морфологів (1948, 1956 рр.), Республіканська конференція з проблем боротьби з малярією та гельмінтозами (1952 р.), Українська республіканська конференція з переливання крові (1955р.), Міжреспубліканська наукова конференція з питань раку та передпухлинних захворювань молочної залози (1955 р.) та ін.