«На основании постановления Государственной квалификационный комиссии геолого-разведочного факультете от 2-го апреля 1937 года считать окончившим Ленинградский горный институт с присвоением звания инженера-геолога Ефремова Ивана Антоновича с дипломом I степени».
После этого он двадцать два года заведует Лабораторией низших позвоночных в Палеонтологическом институте Академии Наук СССР, возглавляет палеонтологические экспедиции в Монгольскую Народную Республику. Находит и исследует там «кладбища» динозавров, пишет капитальный научный труд «Тафономия и геологическая летопись». В 1940 году он уже доктор биологических наук; в 1949 году Президиум Академии Наук СССР присуждает ему Премию имени академика Борисяка за работы в Монголии, в 1952 году он становится лауреатом Государственной премии СССР за опубликованную в 1950 году монографию «Тафономия и геологическая летопись».
Казалось бы, экспедиции, обработка огромного полевого материала (монгольские палеонтологические находки Ефремова уникальны и являются гордостью многих музеев), подготовка монографий (вслед за «Тафономией» он пишет ещё одни капитальный труд — «Фауна наземных позвоночных в пермских медистых песчаниках Западного Приуралья»), большая организаторская работа академического учёного — всё это, вместе взятое, не оставляло ни минуты свободного времени, а он в эти годы столь же стремительно входит в научную фантастику, как в 1930-е годы входил в палеонтологию. Ещё во время войны был опубликован первый сборник научно-фантастических рассказов «Пять румбов». Книга оказалась настолько интересной и необычной для литературы того времени, что рассказы уже в 1945 годы переводятся в Англии. Затем последовали «Звёздные корабли», «Тень минувшего»; в 1948 году в журнале «Знание — сила» появляется «Адское пламя», в 1949 году — «На краю Ойкумены» («Путешествие Пандиона»), в 1953 году — вторая часть этой исторической дилогии — «Путешествие Баурджеда»; в 1956 — «Дорога ветров».
Наступает 1957 год — год запуска первого искусственного спутника Земли. И символично, что именно в тот же год в стране, запустившей первый искусственный спутник, выходит социально-философский роман-утопия И. Ефремова «Туманность Андромеды» — прекраснейшее из ви́дений будущего во всей мировой научной фантастике, гимн безграничным возможностям человеческого разума, красоте человеческих отношений в объединённом мире Земли, освобождённой от гнева, корыстных устремлений, ненависти, недоверия, вражды…
Успех романа был поистине ошеломляющим. Свыше тридцати лет «Туманность Андромеды» без конца переиздаётся в нашей стране и на языке оригинала, и на языках союзных и автономных республик; десятки раз она выходила за рубежом, в некоторых странах неоднократно. Именно «Туманностью Андромеды» была начата десятитомная серия «Шедевры мировой фантастики», изданная в 1970 году во Франции.