В 1915 году он выдержал в Московском сельскохозяйственном институте необходимые экзамены, требуемые для получения в будущем звания магистра наук по отделу растениеводства. Однако формально диссертаций Вавилов, как и Лысенко, никогда не подготавливал и не защищал.
В июне 1916 года он отправился в Персию (Иран) -- в полувоенную, полунаучную экспедицию. Шла война России с Турцией, и Вавилову было предписано разобраться, почему русский "экспедиционный корпус" страдает от загадочной болезни: съев даже небольшое количество хлеба, выпеченного из местной муки, солдаты впадали в состояние, близкое к опьянению. Здесь и пригодились Вавилову прежние ботанические занятия. Он определил, что "пьяным" хлеб становится от попадания в муку спор гриба фузариума и семян опьяняющего плевела. С караванами Вавилов прошел до горных районов Таджикистана, добрался до Памира.
По возвращении из Персии в 1917 году он подал документы на конкурсы, объявленные сразу в нескольких высших учебных заведениях, и был избран адъюнкт-профессором частного земледелия в Воронежском институте Петра I и преподавателем Саратовских Высших сельскохозяйственных курсов. Воронежским приглашением он не воспользовался и летом 1917 года решил перебраться в Саратов. Первая же его лекция, прочитанная в сентябре 1917 года и озаглавленная "Современные задачи сельскохозяйственного растениеводства", прошла блестяще. Вскоре на его лекции стали собираться не только студенты, но и сотрудники других кафедр, преподаватели Саратовского университета. Одна из слушательниц, Э.Э.Аникина, вспоминала позже:
"Время от времени Николай Иванович делает две--три минуты передышки, "перекур" для слушателей и время вопросов. Или так: идет лекция о мягких пшеницах... Ряд вопросов, заданных слушателями, отводит от пшениц к ячменям или к типам ржи. Николай Иванович сначала объясняет, затем перекидывается двумя словами со своими многочисленными ассистентами и совершенно независимо от регламента объявляет перерыв. И вот мы летим с четвертого этажа на одном конце здания вниз, на второй этаж другого конца здания, где стены лаборатории кафедры сплошь заняты стеллажами с коллекциями натуральных объектов, фотографиями, рисунками, картами и книгами" (12).
Проработав всего месяц в Саратове, Вавилов получил приглашение от Регеля занять пост помощника (заместителя по теперешней терминологии) заведующего Отделом прикладной ботаники Министерства земледелия России. У Регеля как заведующего отделом было в штате 14 помощников, каждого из них утверждал министр, и помощники вместе с их шефом должны были, помимо всего прочего, присутствовать на заседаниях Ученого Комитета Министерства земледелия, в который входили крупнейшие ученые России.