У перші післяреволюційні роки, коли країна задихалася в лещатах голоду, холоду і інтервенції, коли трудящі, мужньо переносячи, напружено відстоювали під керівництвом більшовицької партії молоду радянську республіку, Іван Петрович, ні на хвилину не послаблюючи своєї творчої енергії, продовжував напружено працювати. Не було електрики - він оперував при світлі скіпки; не ходили трамваї - сімдесятирічний вчений пішки відправлявся в лабораторію; не вистачало продовольства - він сам обробляв гряди, забезпечуючи себе і сім'ю овочами. Особистий приклад вчителя заражав співробітників, і в лабораторіях не переривалася наполеглива робота.
Тільки що закінчилася громадянська війна, країна почала переходити до мирного будівництва, і вже 24 січня 1921 року в. І. Леніним було підписано постанову Раднаркому, отмечавшее «абсолютно виняткові наукові заслуги академіка В. П. Павлова, мають величезне значення для трудящих усього світу». Цією постановою була створена під головуванням А. М. Гіркого комісія, якій було доручено «у найкоротший термін створити найбільш сприятливі умови для забезпечення наукової роботи академіка Павлова і його співробітників».
Одним із надзвичайних труднощів для роботи павловських лабораторій було недоїдання піддослідних тварин. В цілях поліпшення їх живлення, незабаром після постанови Раднаркому Інституту експериментальної медицини було передано «підсобне господарство», яке перебувало в 12 кілометрах від околиці Ленінграда, в Колтушах. У квітні 1926 року тут була створена В. П. Павловим невелика лабораторія, а в 1929 році Раднарком СРСР, відзначення 80-річчя з дня народження І. П. Павлова, постановив відпустити значні кошти для будівництва в Колтушах Біологічної станції, завданням якої, на думку Івана Петровича, повинно було з'явитися, в першу чергу, експериментальне вивчення спадковості і мінливості вищої нервової діяльності тварин. Першої виконаної тут роботою стало дослідження впливу умов виховання на склад вищої нервової діяльності у собак. За життя Павлова була виконана лише невелика частина загальної будівельної програми, але і тоді вже Біологічна станція являла собою визначне наукове установа. «Розмах науково-дослідницької думки і глибина охоплення розроблюваних проблем вражають відвідувача з перших же хвилин. Важко порівняти наукову установу в Колтушах з іншими аналогічними закладами Європи. Двох думок бути не може: Колтушам належить почесне місце в першому ряду науково-дослідних установ світу», - писав один з відомих іноземних фізіологів, відвідав Колтуші в 1935 році.
Добудована вже після смерті Івана Петровича, Біологічна станція (нині Інститут еволюційної фізіології і патології вищої нервової діяльності імені В. П. Павлова) є гідним пам'ятником великому радянському вченому.
У 1923 році вийшов з друку збірник статей, доповідей, лекцій і промов В. П. Павлова під назвою: «Двадцятирічний досвід об'єктивного вивчення вищої нервової діяльності (поведінки) тварин». Згодом, при перевиданнях, цей збірник поповнювався рядом нових матеріалів.
У травні-червні 1924 року в аудиторії кафедри фізіології Військово-медичної академії Павлов прочитав систематичний курс лекцій про роботу великих півкуль головного мозку; в цьому курсі Іван Петрович докладно виклав своє вчення про умовних рефлексах. «Лекції про роботу великих півкуль головного мозку» були видані окремою книгою.
В червні 1925 року, у віці майже 76 років, В. П. Павлов залишив Військово-медичну академію, в якій він пропрацював майже півстоліття, і вийшов у відставку. Але свою дослідницьку діяльність Іван Петрович не послаблював до останніх днів свого життя.
