В начале 30-х гг. психологи Института мозга начали коллективное исследование, посвященное развитию школьников. В частности, изучались технический кругозор учащихся, одаренность, формирование характера. Ананьев стал заведовать лабораторией психологии воспитания и одним из первых в СССР организовал школьную психологическую службу на базе средней школы в Выборгском районе Ленинграда. Стержневой проблемой научно-исследовательской работы его лаборатории стала проблема характера школьников.
На основе эмпирического материала, полученного в психолого-педагогических исследованиях, Ананьев опубликовал свою первую монографию «Психология педагогической оценки» (1935). Как он сам характеризовал ее,
«ведущей идеей данной монографии является воспитательное воздействие педагога посредством оценки… В наших исследованиях мы не просто „учитываем“ школу и учителя при изучении школьника, как это делается в педологии и детской психологии, но мы включаем их в изучение школьника как важнейшие факторы формирования индивидуально-психологических особенностей ребенка и подростка».
Переизданная в 1980 г., эта работа воспринимается как современная по мысли и может служить источником новых гипотез и исследований.
В 1936 г., после принятия печально известного постановления «О педологических извращениях в системе наркомпросов», был наложен запрет на любые исследования, хотя бы внешне напоминавшие педологию. Был арестован и осужден заведующий сектором психологии Института мозга профессор А. А. Таланкин. В сентябре 1937 г. Ананьев занял его пост.
В том же году он становится кандидатом педагогических наук (ученых степеней по психологии в нашей стране еще долгое время не существовало). Ученая степень была присуждена ему по совокупности научных работ, которых к тому времени уже вышло немало, причем на самые разные темы. Молодой Ананьев рассуждал над вопросами классификации наук и о методах психологии, о происхождении психики. Он пытался определить принципы научной деятельности и при этом выступал против «школьного шовинизма» — нетерпимости к инакомыслию, нигилизма по отношению к иным научным школам. Он ратовал за здоровую, принципиальную и дружественную атмосферу в науке. Этим принципам он старался следовать неукоснительно.
Возглавив сектор психологии, Ананьев развернул два новых цикла исследований. Первый был посвящен истории отечественной психологии, второй — психологии чувственного отражения. Обращение к истории психологии, на первый взгляд, кажется вынужденным, принятым под давлением социальных обстоятельств в связи с разгромом педологии. Но Ананьев, как это свойственно творческим личностям, умел любое обстоятельство использовать так, чтобы выразить свою личную позицию. У него сложились собственные взгляды на историю науки, на роль тех или иных деятелей прошлого. Ананьев был убежден в необходимости опоры на опыт предшественников, уважая в них первопроходцев науки. Он обладал высокоразвитым чувством истории: чтобы идти вперед, надо внимательно взглянуть на прошлое, произвести его ревизию и извлечь уроки.