Исследования ведутся в Институте микробиологии (1934) и Институте биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР (1965), институтах микробиологии академий наук союзных республик, в отраслевых институтах медицинской, сельскохозяйственной и технической микробиологии, на соответствующих кафедрах и в лабораториях университетов и учебных институтов.
Вирусология. Первая специальная вирусологическая лаборатория в СССР организована в 1930 В. Л. Рыжковым (по вирусам растений); в 1935 под рук. Л. А. Зильбера была создана центральная лаборатория по вирусам человека. Первая монография по вирусам животных принадлежит Н. Ф. Гамалее (1930), а по вирусам растений — Рыжкову (1933). В 1938 Рыжков и его сотрудники получили очищенный вирус табачной мозаики (ВТМ), что дало возможность изучать взаимодействие ВТМ с акридиновыми и другими красителями, а также получать производные ВТМ. Эти работы привели к представлению о том, что вирусные частицы (вирионы) — форма вируса, приспособленная к сохранению во внешней среде. Тогда же впервые в СССР были начаты работы по влиянию метаболитов и антиметаболитов на размножение ВТМ, что было важно для химиотерапии вирусных болезней. В 60— 70-е гг. изучается генетика вирусов, их репликация методами молекулярной биологии (В. И. Агол, Д. М. Гольдфарб, В. М. Жданов, Б. Ф. Поглазов, Т. И. Тихоненко и др.). Школа исследователей опухолевых вирусов создана Зильбером, а вирусов насекомых — Л. М. Тарасович. Теоретические работы по противовирусному иммунитету проводятся П. Н. Косяковым Г. И. Абелевым (см. раздел Здравоохранение).
Исследования ведутся в Институте вирусологии им. Д. И. Ивановского АМН СССР (1946) и других научно-исследовательских институтах, на кафедрах и в лабораториях вирусологии университетов и учебных институтов.
Палеонтология. С 30-х гг. развернулись исследования третичных, мезозойских и палеозойских ископаемых организмов на всей территории СССР. Принципиальная особенность современной палеонтологии — переход от палеофаунистических и палеофлористических исследований, подчинённых задачам биостратиграфии, к решению проблем эволюции крупных групп животных и растений и органического мира в целом. В палеозоологии одно из центральных мест занимает эволюция позвоночных животных. Детальные исследования вымерших рыб (Д. В. Обручев), земноводных, пресмыкающихся (А. П. Быстров, И. А. Ефремов, Л. П. Татаринов) и млекопитающих (А. А. Борисяк, Ю. А. Орлов) позволяют создать целостную картину развития позвоночных на протяжении почти всего фанерозоя. Обширный материал по мезозойским пресмыкающимся советскими учёными собран в Монголии. Развитие получила палеоэнтомология (А. В. Мартынов, Б. Б. Родендорф). Исследования по палеонтологии морских беспозвоночных не только пополнили знания по эволюции основных групп животных (фораминиферы, коралловые полипы, плеченогие, головоногие, двустворчатые и брюхоногие моллюски, граптолиты, иглокожие), представленных ископаемыми остатками, но и позволили наметить пути эволюции и географическое распространение морской фауны прошлых эпох. Особенно важны работы по истории развития фауны южных морей (Н. И. Андрусов, А. Г. Эберзин, Л. Ш. Давиташвили), представляющие как геологический (разведка нефти), так и эволюционно-биол. интерес. Комплексный подход к изучению фауны древних морских бассейнов характерен для палеоэкологов (Р. Ф. Геккер, Н. Н. Яковлев), изучающих эволюцию экосистем прошлых геологических эпох. Разрабатывается проблема развития жизни в древнейшие (докембрийские) геологические эпохи (А. Г. Вологдин, Б. С. Соколов).
В палеоботанике значение имеют работы по эволюции важнейших групп растений (А. Н. Криштофович, М. Ф. Нейбург и др.), а также изучение истории растит. покрова и распространения растительности (В. А. Вахрамеев, С. В. Мейен). Эти исследования обогатились применением метода спорово-пыльцевого анализа.
Для решения многих проблем важно правильное понимание условий захоронения и сохранения в отложениях остатков организмов. Этому посвящена разработанная И. Л. Ефремовым особая ветвь палеонтологии — тафономия (1950).
Основные исследования ведутся в Палеонтологическом (1930), Геологическом (1930), Ботаническом и Зоологическом институтах АН СССР, Институте геологии и геофизики Сибирского отделения АН СССР (1957), Институте палеобиологии АН Грузинской ССР (1957), в соответствующих лабораториях ряда других академических институтов, а также учреждений Министерства геологии СССР и на кафедрах вузов.
Биогеохимия. Основные понятия биогеохимии сформулированы В. И. Вернадским в 20-х гг. (завершающий основной труд «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения» издан посмертно, в 1965); согласно его представлениям, важнейшая задача этой науки — разработка учения об организованности биосферы. Он исследовал роль организмов в миграции химических элементов в биосфере, в формировании среды жизни и влияние её геохимических факторов на эволюцию организмов. Биогеохимия базируется на идее о единстве организмов и геохимической среды. Доказано, что живое вещество является основным фактором круговорота химических элементов в биосфере. По Вернадскому, в результате развития человеческого общества и техники в биосфере возникла техносфера. Биосфера, включая техносферу, всё больше поглощается ноосферой — высшей стадией биосферы, в которой формы организации общества должны разумно управлять развитием жизни в единстве с геохимической средой с целью максимального использования человеком богатств биосферы без ущерба для её экосистем. На основе идей биогеохимии и учения о биосфере сформировалась советская биогеохимическая школа Вернадского. Разработан раздел биогеохимии — палеобиохимия (Я. В. Самойлов). Фундаментальные исследования по химическому элементарному составу организмов моря, по геохимии редких и рассеянных химических элементов в почвах провёл А. П. Виноградов. Он выдвинул идею существования биогеохимических провинций. Разработаны новые разделы — геохимическая экология и система биогеохимического районирования, являющиеся теоретической и методологической основой биогеохимического изучения биосферы. В почвах, кормах, пищевых продуктах изучены пороговые концентрации химических элементов, определяющие основные реакции организмов (изменчивость, нарушение обмена веществ, эндемические болезни). Изучается геохимическая экология многих групп организмов (В. В. Ковальский и др.). Исследования биологического значения многих микроэлементов обобщены в монографиях и монографических сборниках. Определены содержание микроэлементов в организмах, степень их участия в процессах обмена веществ и формы их соединений. Разработка проблем биогеохимии имеет большое народно-хозяйственное значение (применение микроудобрений, подкормка животных микроэлементами, повышающими продуктивность и предупреждающими эндемические заболевания, применение микроэлементов в ветеринарии и медицине).
Исследования ведутся в основном в Биогеохимической лаборатории Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского АН СССР (1947).
Биохимия и молекулярная биология. Большое значение для развития биохимии в СССР имели работы А. Н. Баха по исследованию окислит. процессов в животных и растит. организмах; его теоретические положения по химии ферментов нашли применение в технологии пищевых продуктов животного и растит. происхождения. В 1924 А. И. Опариным была выдвинута гипотеза происхождения жизни на Земле, ряд положений которой экспериментально подтвержден в работах советских и зарубежных учёных. Эта проблема вышла за рамки биохимии и приобрела общебиологическое значение.
В 1925—29 A. Р. Кизель доказал несостоятельность широко распространённых в то время представлений о том, что основа протоплазмы всех клеток особый белок — пластин; это заложило основу для последующего изучения функциональной роли отдельных клеточных компонентов. Изучение процесса дыхания клеток позволило В. А. Энгельгардту установить (1930—31) прямую связь этого процесса с образованием эфиров неорганической фосфорной кислоты; тем самым были заложены основы современной биоэнергетики. В. А. Белицер (1939) показал, что процесс фосфорилирования сопряжён с транспортом электронов в дыхательной цепи. В биохимии белка крупное теоретическое значение имеют работы Д. Л. Талмуда и С. Е. Бреслера (нач. 40-х гг.), исследовавших строение глобул белка в растворах. Данные рентгеноструктурного анализа подтвердили правильность высказанной ими гипотезы о специфической ориентации гидрофильных и гидрофобных аминокислотных остатков в молекулах белка.