Особенно знаменательным в истории казахстанской науки стал 1932 г., когда была создана Казахстанская база Академии наук СССР с двумя секторами — зоологическим и ботаническим. В том же году был заложен Ботанический сад в Алма-Ате. (50-летие этого события широко отмечалось научной общественностью республики в 1982 г. ). В 1935 г. добавляются еще два сектора — геологии и истории, закладываются ботанические сады в Балхаше и Лениногорске, а в 1936 г. возникли секторы казахского языка и литературы, народного творчества. В 1938 г. Казахстанская база АН СССР реорганизуется в Казахстанский филиал Академии наук СССР, а в следующем году в его составе были созданы секторы почвоведения и географии.
Наиболее важным этапом в развитии науки в Казахстане явились годы Великой Отечественной войны. Нужды фронта оказали исключительное влияние на ускорение темпов роста и совершенствования науки в республике. Тематика научных исследований была направлена на разработку наиболее важных проблем, связанных с изучением сырьевых ресурсов Казахстана и их максимальным использованием для достижения победы над врагом.
К началу войны Казахский филиал Академии наук СССР насчитывал около ста научных сотрудников, занятых в семи секторах и двух лабораториях. Только пятая часть работников имела ученые степени. К концу 1941 г. состав филиала был существенно укреплен учеными, эвакуированными из центральных районов страны. Кроме того, была организована аспирантура, что позволило начать подготовку научных кадров высокой квалификации непосредственно в республике. Вырос научный потенциал филиала, а в течение 1942— 1944 гг. в нем были созданы академические институты астрономии и физики, языка, литературы и истории, химико-металлургический, почвоведения и ботаники, краевой патологии и зоологии.18 августа 1944 г. ЦК Компартии Казахстана и Совнарком Казахской ССР приняли решение «О подготовительных мероприятиях по организации Академии наук Казахской ССР» . Вскоре определилась новая структура Казахского филиала Академии наук СССР, предусматривавшая создание 15 институтов и семи секторов. Опережающее развитие получили научные исследования, направляемые на обеспечение крутого подъема производительных сил республики, — в области геологии, горного дела, металлургии, химии.