Война застала Николая Александровича на Кругобайкальском участке железной дороги при проведении инженерно-геологических работ по охране пути от обвалов и оползней. В Иркутск стали прибывать с запада люди, заводы, театральные коллективы, развертывались госпитали. Многие коллеги Н. А. Флоренсова ушли на фронт. Из-за близорукости он не был призван в армию.
Летом 1941 г. молодому доценту Флоренсову было поручено заведовать кафедрой динамической геологии Иркутского университета. Одновременно с 1942 г. и до конца Великой Отечественной войны он активно сотрудничал с трестом «Сибгеолнеруд». С 1945 по конец 1947 г. Н. А. Флоренсов работал главным геологом Восточно-Сибирского геологического управления, сохраняя за собой кафедру и педагогическую нагрузку в университете.
В феврале 1949 г. было принято решение о создании в Иркутске Восточно-Сибирского филиала АП СССР. На долю Н. А. Флоренсова выпала организация Института геологии. Организовать институт было делом нелегким, тем не менее он быстро пополнялся кадрами, главным образом за счет местных геологов, определялись его научные направления. В год моего прихода в институт численность его персонала приближалась к полусотне человек. Однако административная деятельность не привлекала Николая Александровича, и после закладки основ Института геологии при нарастающем объеме личных научных исследований и желании достичь новых крупных результатов он освобождается от исполнения директорских обязанностей, сосредоточившись на изучении межгорных впадин Восточной Сибири и по-прежнему оставаясь заведующим кафедрой в университете.
Напряженные экспедиционные и лабораторные исследования по проблеме были развернуты в 1952 г. и непрерывно продолжались до 1955 г. включительно. Отчет о работе за эти годы стал основой докторской диссертации, успешно защищенной Н. А. Флоренсовым в Москве в 1956 г.
В 1960 г. издательством АП СССР была выпущена в свет монография И. А. Флоренсова «Мезозойские и кайнозойские впадины Прибайкалья». Выход в свет этой монографии сыграл решающую роль в избрании ее автора в 1960 г. членом-корреспондентом Академии наук СССР. Это были годы формирования Сибирского отделения Академии наук СССР, а избрание ученого — выходца из местных, не занимавшего административного поста, стало признанием его научных заслуг, так сказать, в чистом виде. В более широком плане этот акт являлся и признанием иркутской геологической школы, в которой Н. А. Флоренсов стал первым членом Академии паук СССР. Его учением и коллегам в Иркутске эта весть доставила приятные переживания.