В начале 1920-х годов изучение евгеники поддерживали многие прогрессивные медики и общественные деятели, как в СССР, так и за её пределами. Н. К. Кольцов, который видел в евгенике целостное изучение человека, предложил петроградскому коллеге Ю. А. Филипченко совместную работу на эту тему. 15 октября 1920 года в Москве при Институте экспериментальной биологии было создано Русское евгеническое общество, где он принимал самое активное участие. Под его редакцией вышли в свет 7 томов «Русского евгенического журнала». Учёный отмечал «богатство русской народной массы ценными генами». Русские евгеники продолжая гуманистическую традицию, изучали генетику и эволюцию человека, генетику и эволюцию его популяций, конституцию и типологию человека, его психологию и поведение, а также патографии людей и др.
В 1921 г. кольцовцы рентгенизировали грибных дрозофил и мелких ракообразных, получив изменённые формы, но данные не публиковались, опасаясь ошибок, так как не было базы для сравнения результатов с уже известными мутациями ещё во время Первой мировой войны.
В 1929, наступил «год великого перелома», началось наступление и на «старую» профессуру. Выявляли «классовых врагов, засевших за микроскопами». В список учёных, авторов «вредительских теорий», к концу 20-х годов попали все наши крупные биологи. Н. К. Кольцова разоблачали как евгеника. «Виноват» он был и в своей попытке «возглавить позицию единства теории и практики». При перестройке в Московском университете его кафедру упразднили. Вместо неё появились пять новых дочерних кафедр Биологического факультета, которые возглавили пять его учеников. Шестую позже основал эмбриолог-кольцовец Д. П. Филатов.
В 1932 г. для Кольцовского института возникла угроза его перестройки-ликвидации. Николай Константинович обратился к Сталину, через посредство Горького, с которым он был знаком еще во время стажировки в Неаполе. Ликвидаторов убрали. В результате удалось перестроить рабочие порядки и продолжить труды института. В 30-е годы институт признавался одним из центров мировой биологии. Директор пригласил своего одарённого ученика, 25-летнего Н. П. Дубинина, чтобы тот возглавил институтских генетиков. В 1933 г. появляется работа Кольцова «Проблема прогрессивной эволюции» в которой он дал и раскрыл её новую, молекулярную трактовку.
В 1934 г. Н. К. Кольцов опубликовал на русском и французском языках классическую работу «Генетика и физиология развития». Он рассматривал пути влияния окружающей среды на конечный облик организма. Экспериментальные работы учеников подтвердили новаторские представления учителя, ставшего основателем эпигенетики. Они получили ненаследуемые и наследуемые (мутации) изменения особей. В дальнейшем стержнем представлений современной эпигенетики станет кольцовское метилирование геномных молекул.
В середине 30-х годов Советский Союз вышел вперёд в изучении стратосферы. На стратостате «СССР-1-бис» на высоту 20 км, по предложению Н. К. Кольцова, были запущены подопытные дрозофилы. Кольцовцы вошли в число основоположников космобиологии. В это же время они добились больших успехов в пересадке конечностей и приживлении зубов у животных. Заметной отраслью в хозяйстве страны становилось шелководство и Кольцов начал опыты по регуляции пола у шелкопряда. Б. Л. Астауров и другие ученики успешно продолжили эту работу, получая тысячи продуктивных клонов, создав научное шелководство.
