Приняв такое решение, Николай Иванович приступил к работе в Отделе прикладной ботаники. Примерно в тоже время, в ноябре 1920 года, в Агрономическом институте Н. Вавилова единогласно был избран заведующим кафедрой генетики и профессором этой кафедры.
Вавилов пользовался вниманием и авторитетом у ректора Агрономического института. Об этом свидетельствует, например, следующий эпизод. 7 июня 1921 года в Президиум Учёного совета Агрономического института поступила докладная записка от профессора Н. А. Наумова. Он сообщил, что получил приглашение принять участие в фитопатологической конференции, намеченной на 19–22 июля в Северной Дакоте (США). Он также просил снабдить его валютой в достаточном количестве, чтобы закупить в Америке необходимое для лаборатории оборудование и литературу. Учёный Совет поддержал просьбу Наумова и просил ректора Джандиери ходатайствовать по этим вопросам перед Наркомпросом. Однако 15 июня 1921 года, то есть оперативно, всего через неделю после постановления Президиума Учёного совета, И. Л. Джандиери подал ходатайство в Наркомпрос о командировании в США ― но не профессора Н. А. Наумова, а Н. Вавилова. В ходатайстве говорилось, что Вавилов получил личное приглашение на конференцию и в Америке ему была обещана помощь в перемещениях. Джандиери также просил продлить Вавилову командировку до 3–4 месяцев и выдать ему валюту в размере 100 тысяч рублей золотом.
После этой командировки в Америку у Вавилова были и другие зарубежные поездки. Они плохо сочетались с его обязанностями сразу по двум направлениям ― по руководству Отделом прикладной ботаники и по заведованию кафедрой генетики и селекции в Агрономическом институте; где он, кроме прочего, должен был организовать работу генетической и селекционной станций. На генетической станции Агрономического института, в отсутствии Николая Ивановича, все организационные дела решал С. М. Букасов. На кафедре генетики и селекции он же читал лекции по этим предметам. То обстоятельство, что главного руководителя длительное время не было на рабочем месте, провоцировало недовольство в коллективах. В Агрономическом институте даже была создана комиссия по проверке работы кафедры.
Однако одну работу для Отдела прикладной ботаники Н. Вавилов провёл успешно. От имени руководства ОПБ и Наркомата земледелия[15] он заключил договор с Детскосельским исполкомом о передаче Отделу сроком на 36 лет бывшей усадьбы Бориса Владимировича Романова и прилегающих к ней территорий, для организации опытной станции
