Широкий диапазон интересов и высокая культура сделали Вавилова признанным авторитетом в области истории и философии науки и техники. Знание иностранных языков позволило ему и сделать переводы, и написать оригинальные научные исследования деятельности выдающихся мыслителей прошлого – Лукреция, Ньютона, Галилея, Эйлера, Ломоносова. Им были написаны работы по философским проблемам современной физики, в частности книга «Экспериментальные основания теории относительности».
Особая заслуга принадлежит Вавилову в развитии издательского дела в Академии наук, им были основаны новые серийные издания «Классики науки», «Научное наследство», «Литературные памятники», он возглавлял редактирование «Материалов и биографий ученых», был главным редактором нового издания «Большой Советской Энциклопедии».
Он придавал большое значение популяризации научных знаний и успехов в развитии науки и техники. Им был написан ряд блестящих научно-популярных работ, включая ставшую классикой книгу «Глаз и солнце», отмеченную Государственной премией.
Параллельно с огромной научной и организаторской работой на посту Президента Академии наук СССР Вавилов принимал участие в жизни страны как выдающийся общественный и государственный деятель. При его участии и по его инициативе было организовано Всесоюзное Общество по распространению политических и научных знаний, которое он возглавлял с момента создания.
Большую работу он выполнял как депутат Верховного Совета, вначале РСФСР, затем СССР, председатель и член многих академических и общественных комиссий и комитетов. Причем это не было формальным членством, во все дела, в которых ему приходилось участвовать, он вносил свой весомый вклад.
Деятельность Вавилова на постах руководителя двух крупных институтов и, особенно на посту Президента АН СССР проходила в сложной политической обстановке, под постоянным идеологическим прессом, в годы репрессий и разгула политико-идеологических кампаний. В 1940 г. был арестован и погиб в 1943 г. в тюрьме любимый брат ученого, выдающийся ученый-генетик, организатор сельскохозяйственной науки в стране Николай Иванович Вавилов. И то, что С.И. Вавилов ушел из жизни в день очередной годовщины гибели брата, не просто роковое совпадение, а подтверждение того, что эта самая большая для него утрата, бессмысленная и жестокая, не давала ему покоя, лишала жизненной энергии. Арестам и преследованиям подвергались и ближайшие сотрудники из лаборатории Вавилова, и академики – руководители ряда академических институтов.
Неимоверные моральные страдания и осознание собственного бессилия причиняли ученому идеологические процессы наподобие печально знаменитой сессии ВАСХНИЛ в 1948 г., последовавшие за ней спровоцированные властью другие негативные явления в науке. С большим трудом здоровые силы в физическом сообществе при непосредственном участии Вавилова предотвратили идеологический погром в физике. В этих условиях ему приходилось идти на компромиссы, искать пути минимизации отрицательных последствий политико-идеологического диктата власти, находить возможности помощи ученым – жертвам политических репрессий.