Флоренский был первым, кто, служа Церкви, одновременно стал работать в советских учреждениях. В 1918 году его пригласили в комиссию по охране памятников искусства и старины Троице-Сергиевой лавры. Так был создан всемирно известный Государственный историко-художественный и архитектурный музей-заповедник. В 1921 году Флоренский избран профессором ВХУТЕМАСа, где читает курс «Анализ пространственности в художественно-изобразительных произведениях», разработанный на данных математики, физики, психологии и эстетики. Замечательным открытием его было обоснование правомерности «обратной перспективы», на которой построена древнерусская живопись: это не промах, а «мужество гения, опрокидывавшего своим чутьем самые рациональные теории».
Активный характер принимает научно-техническая деятельность ученого: в 1920 году работает на заводе «Карболит» по изготовлению пластмассы из отечественного сырья. В 1921 году переходит на исследовательскую работу в Главэлектро ВСНХ, участвует в VIII электротехническом съезде, где обсуждался план ГОЭЛРО. С 1924 года он — член Центрального электротехнического Совета Главэлектро, начинает работать в Московском объединенном комитете электротехнических норм и правил, создает первую в СССР лабораторию испытаний материалов, где готовит целую плеяду талантливых работников. В книге «Диэлектрики и их техническое применение» (1924) со 100 рисунками, чертежами и диаграммами, выполненными им собственноручно, Флоренский систематизировал новейшие теории, касающиеся изоляционных материалов, и предсказал ряд направлений научного поиска. В 1931 году его избирают в президиум бюро по электроизолирующим материалам Всесоюзного энергетического комитета; в 1932 году включают в комиссию по стандартизации научно-технических обозначений терминов и символов при Совете труда и обороны СССР. Как видно из перечня тех учреждений, где довелось работать П. А. Флоренскому, он всегда приглашался на работу как специалист высокого класса. Тем более неожиданной была высылка его в Нижний Новгород.
Начало травле было положено еще в 1919-м, когда деятельность комиссии по охране Лавры представили как контрреволюционную попытку создания «православного Ватикана». Затем ему инкриминировали создание во ВХУТЕМАСе «идеалистической коалиции» с В. А. Фаворским. Жесткой, мягко выражаясь, «критике» подвергли Флоренского за истолкование им теории относительности в работе «Мнимости в геометрии» и за статью «Физика на службе математики», в которой дано описание электроинтегратора — прототипа современных вычислительных машин.