Мнение близких родственников, знающих ситуацию в стране не понаслышке, а изнутри, умеющих отделить фасад сталинской системы от реальной жизни в стране, убедило Владимира Козьмича не совершать опрометчивых поступков. Да и последующее разрастание репрессий в СССР вызвало в памяти события революции и Гражданской войны, в которых он принимал непосредственное участие и чудом остался жив. Ученый решил воздержаться от поездок на родину даже по служебным делам. Начавшаяся вскоре Вторая мировая война и некоторые другие события привели к тому, что вновь побывать на родине он смог только через двадцать с лишним лет, в 1959 году.
В 1935 году фирма RCA заключила крупный договор с Народным комиссариатом электропромышленности СССР, в соответствии с которым поставлялись технологическая документация и материалы, оборудование для производства электровакуумных приборов, аппаратура для оснащения первого советского центра электронного телевидения и т. д. Вопросы, связанные с реализацией договора, Зворыкин обсуждал в последний раз в Ленинграде и Москве в 1936 году.
В 1938-м, благодаря усилиям советских и американских специалистов, в том числе и Зворыкина, в Москве запущена первая телестанция, а также налажен серийный выпуск телевизоров «ТК-1» с кинескопом его конструкции. На первых порах пользоваться этим телевизором было нелегко. Для качественной настройки приходилось регулировать 14 ручек, что требовало определенных навыков и технических знаний. Поэтому первые телевизоры обслуживались работниками телецентров.
Во второй половине 30-х годов Зворыкин занимается в основном проблемами электронной оптики, проводя исследования и разработки совместно с И. Ленгмюром, Дж. Мортоном, Л. Мальтером и другими известными специалистами. Работа в области электронно-оптических преобразователей привела к созданию прибора ночного видения, работающего в диапазоне инфракрасного излучения. В период Второй мировой войны приборы ночного видения конструкции Зворыкина использовались армией США для оснащения танков и военного транспорта, а также в качестве прицелов. Помимо приборов ночного видения в его лаборатории создаются телевизионные бортовые устройства для наведения на цель бомб и ракет, приборы для систем радиолокации и др.
В лаборатории Зворыкина были созданы также ортикон, видикон, суперортикон и ряд других приборов. Начиная с 1939 года Зворыкин вместе со своим помощником Дж. Хиллиером занимался разработкой электронных микроскопов, достигнув в короткие сроки значительных результатов. Еще в 1939 году у Зворыкина появилась идея усовершенствования оптического микроскопа. Он решил заменить обычный свет потоками электронов. После войны группа исследователей под его руководством создала промышленный образец электронного микроскопа, который давал увеличение в миллионы раз. На основе этой конструкции в 1981 году был создан сканирующий микроскоп, который позволил увеличивать предметы с сохранением их объемного образа. Благодаря этим приборам ученые смогли определить структуру вируса и создать средства борьбы с некоторыми опаснейшими заболеваниями.
В годы войны правительство США привлекло В. К. Зворыкина как ведущего русского специалиста к формированию поставок по ленд-лизу радиолокаторов, «студебеккеров», «виллисов» и другой техники, а его жена Катя участвовала в программе поставок пенициллина, спасшего многие тысячи жизней раненых и вернувшего их к жизни и на фронт. В 1964 году В. К. Зворыкин приезжал в СССР и на научной конференции во Всесоюзном онкологическом центре на Каширском шоссе демонстрировал свою радиопилюлю — одно из первых достижений его лаборатории в центре медицинской электроники корпорации RCA в Принстоне. Двигаясь по пищеварительному тракту, пилюля измеряла кислотность и температуру и передавала данные по радиоканалу. С легкой руки Зворыкина это направление сложились в самостоятельную отрасль — медицинскую электронику. Даже после того, как в 1954 году Владимир Козьмич официально ушел в отставку, получив титул почетного вице-президента корпорации, он продолжал интенсивную научную работу и очень продуктивную инженерную деятельность, особенно в области медицинского приборостроения. Круг его интересов чрезвычайно широк: не только диагностическая техника, но и информационно-поисковые системы, компьютерное предсказание погоды, автоматизация управления транспортом и многое другое.
Вторая мировая война заставила Зворыкина переключиться на военную радиотехнику. Он создал первую управляемую по телевидению авиабомбу, установив на ней свой иконоскоп, транслирующий картинку оператору. Потом из его лаборатории вышел первый прибор ночного видения, немедленно принятый на вооружение снайперами, танкистами и авиаторами.
Во время испытаний прибора в окрестностях лаборатории полиция задержала автомобиль Зворыкина, двигавшийся с потушенными фарами. Его арестовали по подозрению в шпионаже и допрашивали несколько часов. Много лет спустя выяснилось, что ФБР в ту пору не спускало глаз с изобретателя, подозревая его в сочувствии коммунистам.
Да, не все и не всегда было гладко в «самой демократической стране мира»… В 1943 году к Зворыкину, переехавшему к тому времени вместе со своей лабораторией в Принстон, обратились активисты Фонда помощи жертвам войны в России, занимавшегося сбором средств для закупки и отправки населению СССР продовольствия, одежды и т. п., и предложили возглавить Нью-Йоркское отделение этого фонда.
Зворыкин никогда не примыкал ни к каким партиям и течениям, не занимался общественной деятельностью. Но на сей раз дал свое согласие, предупредив, что сможет уделять этой работе минимум времени. Ему не хотелось оставаться в стороне, когда можно было помочь бедствующим соотечественникам. Тем более в деятельности фонда участвовали жена президента Элеонора Рузвельт и вице-президент Генри Уоллес, что гарантировало законность дела. Тем не менее эта история имела для Зворыкина неприятные последствия.
В 1945 году в США были сформированы группы специалистов для поездок по только что занятой союзническими войсками территории Германии. Задача заключалась в том, чтобы определить важность сохранившихся результатов немецких исследований и промышленных разработок, выявить высококвалифицированных ученых и инженеров и т. п. Аналогичные команды создавались и в СССР, что привело к своеобразному соревнованию: Вернера фон Брауна «захватили» американцы, зато в СССР отправился Манфред фон Арденне и т. д.
Когда Зворыкин явился в Вашингтоне в аэропорт, чтобы лететь вместе с группой в Германию, неожиданно выяснилось, что покидать пределы США ему не разрешено. Зворыкин написал в воспоминаниях:
