С 1941 г. Степанов был почетным членом Московского общества испытателей природы (МОИП).
Во время Великой Отечественной войны в тяжелых условиях блокады Ленинграда он обеспечил сохранность экспонатов ЦНИГРмузея, организовав перевод их в безопасные места, и только после этого эвакуировался из города.
Особое место в научном творчестве П.И. Степанов отводил новым методам исследования. По его инициативе было поставлено геофизическое изучение угольных месторождений, давшее существенные результаты при исследовании Донбасса и получившее широкое распространение в других угленосных районах СССР. Сотрудники угольного отдела под его руководством совершенствовали методику геофизических исследований угольных месторождений. Он был инициатором организации в Академии наук СССР аэрофотосъемки, в 1944 г. стал директором Лаборатории аэрометодов АН СССР.
Правительство СССР высоко оценило заслуги ученого. В 1943 г. он стал лауреатом Сталинской (Государственной) премии I степени за геологические исследования, обобщенные в труде «Геология СССР» (т. 7 «Донецкий бассейн»). За проведение по ЦНИГРмузею работ, связанных с обеспечением промышленности запасами сырья, он был награжден орденом Ленина (1944). В 1945 г. его наградили орденом Ленина в связи с 220-летним юбилеем Академии наук СССР. Степанов являлся почетным членом Всесоюзного минералогического общества (с 1946 г.).
П.И. Степанов был главой школы геологов-угольщиков, сформировавшейся в Геологическом институте АН СССР. В числе его последователей и учеников – члены-кор-респонденты АН СССР Ю.А. Жемчужников и П.П. Тимофеев, доктор геолого-минералогических наук В.С. Яблоков и многие другие. Он автор около 100 научных трудов, а часть работ осталась в рукописях.
Скончался 26 августа 1947 г. в Ленинграде. Похоронен на Смоленском кладбище.
