. В 1922 году поступил на службу в Центральный институт труда (ЦИТ) под руководством Алексея Капитоновича Гастева. Используя и совершенствуя метод регистрации движений – циклограмметрию, «исследовал и описал биодинамику ударных движений слесаря (ЦИТ, 1922–1924), движений руки пианиста (Государственный институт музыкальных наук (ГИМН, 1926–1930), ходьбы (1928–1935), бега (1934–1940) и других двигательных процессов». Летом 1924 года в составе делегации ЦИТ Бернштейн представлял методику циклограмметрии на I Международном съезде по научной организации труда в Праге. В 1929 году в ходе трехмесячной командировки по Европе демонстрировал и обучал методу циклограмметрии во Франции и Германии. В 1926 году вышла первая книга Н. А. Бернштейна, «Общая биомеханика», посвященная памяти отца, скончавшегося весной 1922 года. Следом, в том же году, выходит популярная «Биомеханика для инструкторов», составленная из лекций, прочитанных Н. А. Бернштейном в июле – августе 1925 года на курсах по переподготовке инструкторов производственного обучения Москпрофобра. С 1927 по 1933 год работы Н. А. Бернштейна и его сотрудников (в том числе его постоянного помощника, жены младшего брата Сергея, Татьяны Сергеевны Поповой) широко публикуются на немецком языке в журнале Arbeitsphysiologie, издаваемом в Дортмунде профессором Э. Атцлером. С 1930‐х годов исследования Бернштейна и «его учеников (Т. Поповой, О. Зальцгебер, П. Шпильберг, В. Фарфеля и др.) в основном сосредоточиваются на вопросах биодинамики локомоций – ходьбы, бега, прыжка с разбега и т. д. Исследованы ходьба нормальная, груженая, изменения ходьбы под влиянием утомления и в восстановительном периоде, возрастные изменения ее (развитие ходьбы ребенка, старческая ходьба), ходьба ампутированных на протезах, центрально-нервная патология ходьбы, бег выдающихся мастеров, развитие бега у детей, техника прыжка в длину с разбега и т. д., параллельно изучался ряд других вопросов биодинамики: фортепианные движения, статическая нагрузка мышц при удержании тяжестей, рационализация рабочего места и т. д. Проведено большое исследование… распределения масс и положений центров тяжести звеньев тела».
В 1927 году академик Алексей Алексеевич Ухтомский пишет, что «молодой русский ученый Н. А. Бернштейн дал блестящий пример того, как надо использовать метод Фишера[6] для полной механической оценки того или иного рабочего движения. Зарегистрировав траекторию молотка при ручной работе, Бернштейн вычислил векторы ускорения для различных точек траектории и для различных положений движущихся центров тяжести… Зная кинетическую энергию в разных участках траектории, можно отдать отчет о том, где будет наибольшая кинетическая энергия движения данной системы в направлении траектории. Очевидно – это будет наивыгоднейший момент для технического приложения данного рабочего движения. Не говоря о технической важности подобной обработки рабочих движений, она представляет вдохновляющий интерес с чисто научной точки зрения. Ни один прежний метод регистрации двигательных реакций организма не дает такой полноты и объективности, как метод циклограммографический. И ни один прежний метод изучения двигательных реакций не обладает такой наглядностью и точностью, как метод циклограмметрии. Нельзя сомневаться, что ему принадлежит громадная будущность»[7]. В 1933 году в статье, посвященной развитию советской физиологии за 15 лет, А. А. Ухтомский также высоко оценивает «превосходные по замыслу и выполнению работы проф. Н. А. Бернштейна» и говорит, что «…здесь будет новый переворот в естествознании, последствия которого предоценить мы пока не можем, подобно тому как современники Левенгука и Мальпиги не могли предвидеть, что принесет их потомкам микроскоп»