Как первоочередную Сергей Леонидович выделял проблему экспериментального изучения мышления. Об этом он и повел разговор, когда обсуждалась тема моей диссертации. С сожалением он говорил о том, что в секторе нет условий для экспериментальных исследований, да и аспиранты к этому не подготовлены. И все же он был склонен уже сейчас начать экспериментальное психологическое изучение мышления. Я робела и не решалась взять такую тему. «Вам только надо начать, а дальше вас поведет сам эксперимент», — говорил Сергей Леонидович.

Как показало будущее, у него уже созрел замысел таких исследований, но пока не было исполнителей. Спустя несколько лет он осуществил свои намерения с выпускниками отделения психологии Московского университета, прослушавшими специальный курс, написавшими под его руководством дипломные работы и начавшими исследования мышления по его плану. Результатом была монография С. Л. Рубинштейна «О мышлении и путях его исследования» (М., 1958) и сборник экспериментальных работ «Процесс мышления и закономерности анализа, синтеза и обобщения» (М., 1960), выполненных его учениками.

В конце 1940-х годов в секторе психологии впервые было начато изучение истории русской психологии. Раньше этим делом никто не занимался. Более того, бытовало мнение, что отечественных исследований в этой области не было и речь может идти лишь о заимствованиях извне. Но в 1947 г. под редакцией Рубинштейна вышла книга Б. Г. Ананьева «Очерки истории русской психологии XVII–XIX веков» — первый труд по истории русской психологической науки. В том же году вышли подготовленные Институтом философии АН СССР «Избранные философские и психологические произведения И. М. Сеченова» со вступительной статьей В. М. Каганова, в которой особое внимание было обращено на психологические труды великого ученого. В 1946 г. в «Физиологическом журнале СССР» была опубликована статья С. Л. Рубинштейна «Физиология и психология в научной деятельности И. М. Сеченова» — его выступление на состоявшейся в 1945 г. конференции, посвященной развитию рефлекторной концепции. Привлеченный к сотрудничеству в секторе Б. М. Теплов провел исследование психологических воззрений Н. Г. Чернышевского, А. И. Герцена и В. Г. Белинского. Он же представил в журнал «Большевик» (ныне «Коммунист») рецензию на сборник трудов И. М. Сеченова. В ходе обсуждения предмета диссертации остановились на теме «Учение И. М. Сеченова об ощущении и мышлении». Однако на этом дело не кончилось. В то время началась борьба с «космополитизмом», и на этом основании дирекция Института философии АН СССР уволила С. Л. Рубинштейна.