«Будем надеяться на всё лучшее…» Из эпистолярного наследия Д. С. Лихачева. 1938–1999 - стр. 67
По возвращении в Москву Тихомиров преподавал физическую и экономическую географию и историю на Едином художественном рабфаке ВХУТЕМАС (1923–1925), в средней московской школе № 48 и в организованном при ней химическом техникуме (1925–1931), в книжном политехникуме (1931–1934), работал в области учебного кино. С конца 1920‑х гг., фактически «на общественных началах», Тихомиров сотрудничал с ОР ГИМ, занимаясь описанием книжных и рукописных собраний, исследованием летописных памятников (в 1940 г. возглавил отдел). В сентябре 1930 г. Тихомиров был арестован в связи со следствием по фальсифицированному ОГПУ «академическому делу» и два месяца провел в Бутырской тюрьме. В 1937 г. был арестован и расстрелян младший брат Тихомирова, тоже известный историк Борис Николаевич Тихомиров.
Когда были восстановлены исторические факультеты в университетах, Тихомирова одним из первых привлекли к преподаванию в МГУ. С 1934 г. доцент, а затем профессор исторического факультета университета (в 1946–1948 гг. декан, с 1952 по 1965 г. заведующий им же впервые организованной кафедрой источниковедения истории СССР). Одновременно читал лекции и вел семинары по источниковедению в МИФЛИ (1938–1941) и МГИАИ. Его курс лекций по источниковедению русской истории до XVIII в. включительно впервые в виде учебника был опубликован в 1940 г.
В 1935 г. Тихомиров был утвержден ВАК в ученой степени кандидата исторических наук без защиты диссертации. В 1939 г. в Институте истории АН СССР состоялась защита докторской диссертации на тему «Исследование о „Русской правде“». Работа находилась в тесной связи с начавшейся тогда же подготовкой академического издания этого памятника. В 1940 г. Тихомиров был удостоен звания профессора.
С 1935 г. основная научно-исследовательская и организационная деятельность Тихомирова сосредоточилась в АН СССР. С 1935 по 1957 г. он работал в Институте истории, с 1957 по 1965 г. – в Институте славяноведения АН СССР в должности старшего научного сотрудника. 4 декабря 1946 г. Тихомиров был избран членом-корреспондентом по Отделению истории и философии, а 23 октября 1953 г. – академиком по Отделению исторических наук АН СССР. В 1953–1957 гг. он являлся академиком-секретарем, а с 1957 г. – членом Бюро Отделения исторических наук АН СССР; с 1956 по 1965 г. – бессменным председателем вновь воссозданной им Археографической комиссии АН СССР.
Тихомиров входил в состав редакционных коллегий журналов «Вопросы истории» (1945–1949, 1953–1957), многотомных «Очерков истории СССР» (1956–1960), «Всемирной истории» (с 1953 г.), «Очерков истории исторической науки в СССР», серии «Памятники средневековой истории народов Центральной и Восточной Европы» (1957–1965), был главным редактором «Археографического ежегодника» (1956–1965), членом Национального комитета историков Советского Союза (1953–1965), читал лекции в Сорбонне (1957), участвовал в Международном конгрессе исторических наук в Стокгольме (1960).