За большой вклад в изучение и развитие нефтяной геологии и постановку геологического обслуживания нефтяной промышленности Миронов 30 ноября 1946 г. был избран сразу действительным членом АН СССР по Отделению геолого-географических наук (геология нефти и нефтяных месторождений).
С этого времени его научная деятельность была связана с учреждениями АН СССР: с 1947 по 1950 гг. – директор Сахалинской базы, затем председатель Сахалинского филиала АН СССР в Южно-Сахалинске, член Бюро Отделения геолого-географических наук АН СССР, член редколлегии журнала «Известия АН СССР. Серия геологическая». С 1950 по 1958 гг. Миронов заведовал лабораторией в Государственном исследовательском нефтяном институте (ГИНИ), затембыл заведующим Лабораторией генезиса нефти в организованном на базе ГИНИ в 1958 г. Институте геологии и разработки горючих ископаемых АН СССР (ИГиРГИ) в Москве.
С.И. Миронов занимался проблемой происхождения нефти, опубликовал ряд статей в журнале «Известия АН СССР» и «Советская геология», среди которых «Проблема происхождения нефти и пути ее разрешения» (1952), «О происхождении нефти и направлении разрешения этой проблемы» (1954), «Главнейшие дискуссионные вопросы современной науки о происхождении нефти» (1955).
При изучении битумов и нефтей он использовал новейшие методы: радиационную химию, хроматографию, спектроскопию в инфракрасных и ультрафиолетовых лучах. В 1958 г. вышла коллективная монография «Нефть и битумы Сибири», написанная им совместно с сотрудниками лаборатории.
В дискуссионном вопросе о происхождении нефти Миронов неизменно придерживался точки зрения, что правильное решение может быть получено на основе накопления и всестороннего изучения фактов. Он был сторонником теории органического происхождения нефти, в пользу которой, по его мнению, свидетельствовала совокупность геологических и геохимических данных.
