Жовтневу революцію Володимир Іванович рішуче не сприйняв, оскільки вважав, що «соціалізм неминуче є ворогом свободи, культури, духу, науки», і «завжди боявся, що соціалізм дасть дисципліну казарми». Після приходу до влади більшовиків залишатися в Петрограді стало небезпечно, і Академія наук задовольнила його прохання про відрядження в південні райони країни через стан здоров'я (туберкульоз). Вернадський переїхав в Україну для продовження роботи з живою речовиною.

У травні 1918 р. при гетьмані П. Скоропадському він почав роботу з організації Всеукраїнської академії наук. Незважаючи на думку М. Грушевського і деяких його колег, що академія, яка створюється росіянами, не забезпечить суто національного українського характеру її діяльності, Вернадський 27 листопада 1919 р. провів перші загальні збори академіків. На його бік стали такі видатні вчені, як С. Тимошенко, А. Кримський, М. Петров, Д. Баталій, М. Кащенко, і Вернадський був одностайно обраний президентом Академії. Він був упевнений, що «справа зростання української культури є не тільки справою українців, але й росіян, що історичним фактом є спільне співжиття й участь українців у створенні російської культури за останні два сторіччя… І я так вірю в майбутнє української культури й української мови!.. З плином часу в цих рамках, не ворожих російській культурі, українська мова й українська культура зростуть…». У той же час Вернадський не вірив у те, що незалежність українському народу можуть принести німецькі, австрійські чи інші іноземні багнети: «Враження від української влади знову ті ж самі – безсилля і бездарність… Вони відіграють сумну роль маріонеток, які привели у свою країну іноземців-поневолювачів».

Займався Володимир Іванович і формуванням академічної бібліотеки (нині – Центральна наукова бібліотека ім. В. Вернадського HAH України), намагаючись у хаосі, що почався, і калейдоскопічній зміні влади врятувати коштовні колекції книг і рукописів. І навіть після переходу влади до більшовиків у лютому 1919 р. він намагався налагодити роботу Академії. Наприкінці серпня Київ зайняли війська генерала Денікіна, який і чути нічого не хотів про щось українське, і Академія була закрита. Але коли до міста підійшла Червона Армія, Вернадський виїхав до Ростова, а потім перебрався в Крим. Він був запрошений на посаду професора мінералогії Таврійського університету в Сімферополі, де читав курс геохімії, а у вересні 1920 р. став його ректором. Вернадський зустрічався з П. Врангелем і просив його про сприяння університету. Незважаючи на убогість коштів, учений намагався налагодити мінералогічні і геохімічні дослідження. Володимир Іванович збирався емігрувати до Великої Британії, однак залишився за наполегливим проханням викладачів.

Швидше за все, Вернадський усе-таки виїхав би до Лондона, якби не зліг із висипним тифом, що ледь не забрав його життя. Цікавим є запис у щоденнику, зроблений Володимиром Івановичем у цей час. У ньому вчений розповідає про дивний стан, пережитий ним у напівмаренні, коли він «відчув у собі демона Сократа», сповнився усвідомленням справді епохального значення свого вчення, і більше того, як у фільмі, перед ним пройшли його можлива майбутня і головна справа життя – організація Інституту живої речовини. Йому навіть було дане знання граничного терміну земного буття.

З приходом більшовиків у Крим у січні 1921 р. Вернадський був звільнений з університету і мало не став жертвою червоного терору. Завдяки своєму учню М. Семашку, який став наркомом охорони здоров'я, Вернадський разом із родиною Ольденбурга окремим вагоном, причепленим до санітарного потяга, був відправлений до Петрограда. Але уникнути лиха не вдалося. У липні вчений був арештований чекістами у так званій «справі Таганцева». Приниження, бруд, переповнена камера й обвинувачення в шпигунстві. На подив охоронців, Вернадського було звільнено. Трохи пізніше з'ясувалося, що Карпинський і Ольденбург відправили телеграми Леніну і Луначарському. Семашко і помічник Леніна Кузьмін розпорядилися звільнити Вернадського з ув'язнення. Не чекаючи нових неприємностей, Володимир Іванович разом із дочкою вирушив на біостанцію поблизу Мурманська. Повернувся він до Петербурга восени і зайнявся разом з В. Хлопіним організацією Радіологічного інституту при Наркоматі освіти, очолив Комісію з історії науки, філософії і техніки, свою радіохімічну лабораторію і КППС, а також обійняв посаду завідувача метеоритного відділу Мінералогічного музею. Він завжди цікавився проблемами космосу. Наприкінці 1930-х pp. учений очолював Комітет з метеоритів і космічного пилу, і йому вдалося організувати експедицію Кулика в Сибір, на місце Тунгуського метеорита, що впав 1908 р.

Вернадський, обраний за свій внесок у науку професором Паризького університету (як, утім, і багатьох інших), прийняв його запрошення і на початку літа 1922 р. виїхав разом з дружиною і дочкою через Прагу (де залишилася вчитися дочка) до Парижа. Він читав лекції з геохімії і радіогеології в Сорбонні, випустив французькою мовою книгу «Геохімія» (в перекладі книга вийшла 1927 р. під назвою «Нариси геохімії»). Володимир Іванович працював у лабораторії М. Склодовської-Кюрі, а одержавши ґрант від фонду Розенталя, підготував звіт «Жива речовина в біосфері» і статтю «Автотрофність людства».

І хоча Вернадському пропонували залишитися у Франції, 1926 р. він повернувся до Ленінграда через наполегливу вимогу свого учня О. Ферсмана і президента Академії наук С. Ольденбурга, спонукуваний почуттям обов'язку «перекинути міст між старою російською культурою і пореволюційною». Володимир Іванович був переконаний, як і багато інших учених, які пішли на компроміс із радянською владою, у швидкому краху більшовиків і вважав своїм обов'язком зберегти те, що ще залишалося від вітчизняної науки і культури після більшовицького погрому. Наприкінці 1926 р. вийшла у світ його праця «Біосфера», і, слідом за цим, Вернадський заглибився у створення нової науки – науки про живу речовину, яку назвав біогеохімією. При КППСі він організував відділ живої речовини, а потім Біогеохімічну лабораторію (БІОГЕЛ) (1928 p.).

Проти біогеохімії з'являються розгромні статті. У Малій Радянській Енциклопедії, яка вийшла 1934 р., про Вернадського писалося: «За своїм світоглядом – прихильник ідеалістичної філософії. У наукових працях проводить ідеї “нейтралізму” науки, виступає на захист релігії, містики, предковічності життя і “живої матерії” і ряду віталістичних і антиматеріалістичних концепцій, заперечуючи матеріалістичну діалектику». Багато хто, бачачи Вернадського на волі, дивувались: як він уцілів у роки репресій? Ученого рятував колосальний практичний і теоретичний досвід у геології (у тому числі радіогеології), а надра – це валюта й оборона. І навіть у ті трагічні часи в нього знаходилися заступники. Гоніння Вернадський сприймав як «насильство над людською особистістю», «винятковий моральний і розумовий гніт». Він намагався, наскільки можливо, матеріально і морально допомагати засланим, виявляв велику особисту сміливість, протестуючи і клопочучи за них перед можновладцями.

Вернадський часто виїздив за кордон – до Німеччини, Чехословаччини, Франції, Англії й інших країн, читав лекції і працював у наукових центрах. Скрізь його приймали з повагою. Учення про біосферу мало хто розумів у повному обсязі, але багато хто відчував його перспективність. Починаючи з 1930 р. виїзди за кордон вимагали подолання все більших перешкод, однак відмовити вченому зі світовим ім'ям було неможливо. І, напевно, цей «кочовий» спосіб життя допоміг йому вижити. Останній раз він виїхав за кордон 1936 р. на лікування. Цей час Вернадський використовував для роботи над книгою «Наукова думка як планетне явище» (видана лише 1977 p.), у якій, прийнявши ідеї Е. Леруа, він упритул підійшов до створення вчення про ноосферу як логічного продовження генетичної мінералогії, біогеохімії, радіогеології, навчання про біосферу. Вчений вважав, що біосфера під впливом наукових досягнень і діяльності людини поступово переходить у новий стан – сферу розуму, або ноосферу. Останнім дослідженням ученого стала робота «Кілька слів про ноосферу» (1944 р.).

Надії на крах більшовиків поступово згасли, Академія підпала під «чищення» й «совєтизацію». Крок за кроком «стара російська культура» заміщалася «новим варварством». Однак Вернадський не намагався виїхати за рубіж, хоча його запрошували син (професор кафедри історії Уельського університету) і дочка (лікар-психіатр, котра вийшла заміж за археолога Толля), які оселилися в США. Він продовжував наукову працю, що, відповідно до його поглядів, одна могла врятувати Росію. Дослідження вченого охоплювали все більш широке коло проблем природознавства: історію природних вод і значення важкої води, роль живих організмів у геохімічних процесах, синтез алюмосилікатів, геологічний час.

1934 р. Вернадські оселилися в Москві у зв'язку з переїздом Академії наук з Ленінграда в столицю. У червні 1940 р. Володимир Іванович одержав зі США, від сина Георгія, вирізку з газети, де повідомлялося про роботи над «новою ядерною енергією». Лист дуже схвилював ученого. Ще два десятиліття тому він порушував це питання, але не одержав на ці роботи ні копійки. Володимир Іванович один з небагатьох зрозумів значення того, що сталося, і вже в липні ініціював створення Комісії з проблем урану при Президії АН СРСР, фактично поклавши початок ядерному проекту в СРСР. Комісію, до якої увійшли І. Курчатов, С. Вавилов, Д. Щербаков, П. Капіца, очолював В. Хлопін.

3 початком війни Вернадський із дружиною евакуювався разом з Академією наук у Борове (Казахстан). Тут протягом двох років він працював над своєю найбільшою, узагальнюючою працею «Хімічна будова біосфери Землі та її оточення». Задум роботи дотепер вражає своїм розмахом. Після смерті автора над цим рукописом працювала Шаховська, а після її смерті – Флоренський. З його передмовою і під його редакцією книга вийшла в 1965 р.

Повернувся Володимир Іванович до Москви лише наприкінці серпня 1943 р. Він склав хроніку свого життя, історію зародження та розвитку своїх ідей і практичних справ, немов свідомо готувався до відходу з життя. Але на нього чекало тяжке особисте випробування: 3 лютого 1944 р. раптово померла Наталя Єгорівна, з якою вони прожили як одна душа 56 років.

Вернадський починає працювати і над проектом інституту під Москвою, веде боротьбу з цензурою наукових журналів, сподіваючись на більшу свободу після війни. Цінного для країни фахівця влада «не кривдить» і до 80-річчя нагороджує Сталінською премією (200 тисяч карбованців), половину якої він одразу ж передає на потреби оборони, і орденом Трудового Червоного Прапора за видатні заслуги в галузі науки і техніки і за розвиток геохімії та генетичної мінералогії.

Помер Володимир Іванович у Москві 6 січня 1945 p., від крововиливу в мозок. Він останнім із «Братства» залишив цей світ. У повному обсязі роботи вченого не публікувались аж до 1990-х pp. Але його праці та ідеї не втратили актуальності і практичного значення й у наші дні, тому що характерною рисою досліджень ученого є фундаментальність. З-понад 700 опублікованих праць 100 присвячено мінералогії, 70 – біогеохімії, 50 – геохімії, 43 – історії наук, 37 – організаційним питанням, 29 – кристалографії, 21 – радіогеології, 14 – ґрунтознавству, інші – різним проблемам науки. Багато ідей Вернадського виявилися пророчими, хоча не знаходили розуміння в сучасників. Він передбачав глобальні екологічні проблеми, про можливість яких на початку XX ст. ніхто не замислювався: «У геологічній історії біосфери перед людиною відкривається величезне майбутнє, якщо вона зрозуміє це і не буде використовувати свій розум і свою працю на самознищення».

В. І. Вернадського справедливо називають Ломоносовим XX ст. за рідкісну здатність синтезувати, всеохоплюваність творчого генія. Великий натураліст-мислитель створив не лише цілий комплекс наук про Землю, але й залишив у спадщину нащадкам цілісне бачення світу і завдань людини розумної, провістивши майбутні шляхи його розвитку. Недарма говорили, що Вернадський в одній особі може представляти цілу академію. Тому цілком справедливо і природно виглядає вибух посмертної слави геніального вченого. Його ім'я носять: кратер на зворотній стороні Місяця, пік у басейні р. Підкам'яна Тунгуска, гора на о. Парамушир (Курильські острови), підлідні гори в Східній Антарктиді, підводний вулкан в Атлантичному океані, мінерал вернадит, діатомова водорість, копальня в районі озера Байкал, науково-дослідне судно НАНУ, українська наукова станція в Антарктиді. За видатні наукові праці в галузі мінералогії, геохімії і космохімії АН Росії і HAH України присуджуються премії ім. Вернадського. Академією наук Росії заснована золота медаль. 2000 р. на всеукраїнському шоу «Людина року» вченого назвали «Людиною століття»! І це справедливо, адже поставлене в молодості завдання – «приносити найактивнішу користь тим, хто його оточує», – Володимир Іванович виконав цілком.