Его труды привлекали ученых всего мира, получали все новые положительные отзывы. Но тут Сталин дал команду вернуть командированных ученых в СССР. Зубра вызвали в советское посольство. Но Николай Владимирович сразу почувствовал, что стоит за этим. Да, возвращение в СССР было опасным для него, во-первых, потому что он был из дворянской семьи, а во-вторых, потому что в стране процветала вовсю «лысенковщина», объявившая генетику буржуазной и вредной наукой. Под видом борьбы с генетикой Трофим Лысенко, а также его идеолог, его «золотое перо» И.И. Презент и их окружение, поддерживаемые самим Сталиным, объявили самый настоящий террор светлым умам России, профессорам и докторам, известным биологам, называя их врагами народа, вредителями и диверсантами. Начались повальные аресты ученых, их расстрелы. Один из шведских ученых, прилетев из СССР в Германию, передал Тимофееву-Ресовскому письмо от его учителя, знаменитого советского биолога Кольцова, который советовал ему не спешить домой, переждать, «пересидеть за рубежом страшное время». В стране началась травля даже выдающегося ученого Николая Ивановича Вавилова, которого обожал Тимофеев-Ресовский. Зубр довольно часто любовался старой фотографией, сделанной в Калифорнии в Пасадене, на которой он был изображен с основателем генетики Томасом Морганом и Николаем Ивановичем Вавиловым. Американскому ученому и его школе удалось обосновать и блестяще развить хромосомную теорию наследственности, согласно которой хромосомы являются носителями генов и тем самым определяют наследственные свойства клеток и организмов. Элементарные сведения о хромосомной теории наследственности сейчас люди находят в любом школьном учебнике общей биологии. Но в те годы не все было ясно с теорией Моргана, и советские ученые Вавилов и Тимофеев-Ресовский отправились за океан к нему, чтобы поработать в его лаборатории. Там они окончательно убедились в справедливости его хромосомной теории наследственности. По приезде в СССР Вавилов создает в Царском Селе генетическую станцию, собирает вокруг себя очень сильную группу советских ученых. Он создает мировую коллекцию культурных растений, организует так называемые географические посевы в 150 пунктах страны, изучая поведение одного и того же сорта в разных условиях среды. За эту работу Вавилов на Международном съезде в Италии был удостоен золотой медали. Тимофеев-Ресовский от души поздравил Николая Ивановича с этой наградой.
И вот Зубр узнает, что Вавилов подвергается нападкам со стороны малограмотных сталинистов, его начинают преследовать. Растут репрессии среди морганистов. В 1929 году подвергается аресту создатель эволюционной генетики, выдающийся биолог мира Сергей Сергеевич Четвериков. Начинаются нападки и на друга Зубра — биолога Николая Константиновича Кольцова… Арестовали профессора Райнова, выгнали из Ленинградского университета профессора Филипченко, и у того не выдержало сердце — скончался во время ареста. «Береги себя, Коля, — пишет Кольцов Тимофееву-Ресовскому. — Да хранит тебя Бог от сталинизма!»
Когда Зубра вызывают в советское посольство, предлагают немедленно, срочно выехать на Родину, он отказывается, громко хлопнув дверью. Его поддерживает жена Леля (Елена Александровна), может, оно к лучшему, ехать в СССР тогда было бы безумием, самоубийством…
В 1940 году до Зубра докатилась страшная весть — арестован Николай Иванович Вавилов. А затем ему сообщили, что скончался и Николай Константинович Кольцов. И Вавилов, и Кольцов были его наставниками, старшими друзьями. Они превыше всего ставили в жизни науку. Еще в Америке Вавилов говорил Тимофееву-Ресовскому: «Если ты встал на путь ученого, то помни, Коля, что обрек себя на вечные искания нового, на беспокойную жизнь до гробовой доски. У каждого ученого должен быть мощный ген беспокойства… Он должен быть одержимым».
Одержимость была одной из характерных черт и самого Зубра. Благодаря этому качеству он проводит смелые опыты, эксперименты, пишет научные труды по генетике — в результате его узнает весь мир. И все же в 1945 году он подвергается аресту «за невозвращение на Родину». Знаменитый писатель Даниил Гранин в своей документально-художественной книге «Зубр», посвященной Н.В. Тимофееву-Ресовскому, пишет об этом так: