Далее в судьбе Шмидта наступила тёмная полоса: в тяжелую навигацию 1937 г. все ледоколы оказались в ледовом плену, один погиб… Почти все полярное руководство подверглось репрессиям, многие были арестованы. Шмидт безуспешно пытался их отстаивать. Пошли доносы на него самого, пришлось оставить пост в ГУСМП. И только всемирная слава полярника спасла его от ареста. Позже А.Я. Вышинский публично (в Академии) обвинил Шмидта в попустительстве «врагам народа»; имя его было названо и в следственном деле И. Бабеля, в перечне «троцкистских террористов»; по письму-доносу от его бывших «коллег» и подопечных (И.Д. Папанин и др.) новый ледокол, задуманный в 1934 г. под именем «О. Шмидт», был переименован в апреле 1941 г. в «А. Микоян».
Но в 30-е гг. арестовать академика О.Ю. Шмидта не решились, ограничившись выговором. Напротив, в 1939 г. его назначили первым вице-президентом АН СССР. Он даже стал депутатом Верховного Совета от Казани. На своем посту, по воспоминаниям коллег, он успел сделать немало полезного для Академии. Подлинным подвигом стала проведённая им эвакуация Академии в Казань, а затем налаживание там работ, как по оборонной, так и по фундаментальной тематике. Смелым самостоятельным шагом было и принятие им за президента Академии (находившегося в далеком Свердловске) решения о создании в Алма-Ате, по предложению В.Г. Фесенкова, академического Института астрономии и физики. Оно было подписано Шмидтом в самый тяжелый день войны – 16 октября 1941 г.
А в конце марта 1942 г. его настигла последняя опала: по телеграмме Сталина, он был снят с поста первого вице-президента АН и выведен из её Президиума. И, как вспоминал академик П.С. Александров, те, кто ещё накануне отвешивали ему чуть ли не поясные поклоны, перестали его замечать… Настоящие коллеги считали его отставку несправедливостью и говорили ему об этом. А новый вице-президент академик А.Ф. Иоффе демонстративно провёл свое первое заседание из дальнего угла стола, оставив место председателя пустым… Но сам Шмидт встретил эту невзгоду с олимпийским спокойствием. Более того, уже вскоре он благодаря этому смог вернуться к научной работе, получив в богатой библиотеке Казанской обсерватории неожиданный стимул для развития своих давних мыслей в космогонии. И с этих пор до конца жизни планетная космогония стала для него основным делом.
Еще в период подготовки высадки на полюс в мае 1937 г. на о. Рудольфа О.Ю. Шмидт впервые изложил новый подход к проблеме планетной космогонии (образование планет из холодного газопылевого облака). Весной 1942 г. он пришёл к «метеоритной гипотезе» (опубликована в 1944 г.). С 1950 г. он и «школа Шмидта» (Л.Э. Гуревич и А.И. Лебединский, Б.Ю. Левин, В.С. Сафронов и др.) существенно развили теорию, ставшую основой мировой планетной космогонии («стандартная теория»). В последние десятилетия ХХ в. и в новом XXIв. она находит решающие подтверждения (открытие протопланетных газопылевых и планетезимальных дисков уже почти у тысячи молодых звезд и обнаружение сотен экзопланет). Несмотря на обострение тяжелейшей болезни – туберкулёза, – Шмидт продолжал работать до последних месяцев жизни. В 1951–1956 гг. он был также главным редактором журнала «Природа».
