После избрания Е.А. Чудакова членом-корреспондентом Академии наук СССР (1933), его научная деятельность значительно расширилась и переросла рамки автомобилестроения. Он занимается общими вопросами развития машиностроения и машиноведения, изучением производительных сил страны, проблемами организации науки. Активное участие он принял в создании в 1935 г. Отделения технических наук (ОТН) в составе АН СССР и в руководстве организованной в составе ОТН академической Комиссии машиноведения. Его энергичная деятельность в 30-е гг. во многом способствовала реальному продвижению идеи о необходимости создания в структуре Академии наук исследовательского института по проблемам машиноведения.
Идея организации в Академии наук СССР специального Института машиноведения вытекала из прогрессивной концепции ее автора, отмечавшего, что развитию производства должно сопутствовать, а еще лучше – предшествовать такое же широкое развитие научно-исследовательских работ. Отмечая, что народное хозяйство страны поставило перед отечественным машиностроением ответственные задачи конструирования эффективных, надежных и удобных в эксплуатации машин, Чудаков указывал: «В поставленной проблеме создания машин отечественной конструкции имеется целый ряд задач, общих для различных отраслей машиностроения, и правильное решение этих задач возможно лишь в том случае, если будет создан единый научный институт, теоретически разрабатывающий и экспериментально подтверждающий свои идеи». (Чудаков Е.А. Об организации Института машиноведения при ОТН АН СССР // Изв. АН СССР. ОТН. 1938. № 1. С. 150).
В ноябре 1938 г. на основании решения Президиума и Общего собрания Академии наук было издано распоряжение об организации в составе ОТН академического Института машиноведения (ИМАШ). Тогда же директором нового института назначен Чудаков. На этом ответственном посту он работал более 12 лет (до 1951 г.). Его целеустремленная и энергичная деятельность явилась залогом многолетней успешной работы Института во многих областях машиноведения и машиностроения.
Через год после назначения директором ИМАШа Е.А. Чудаков был избран действительным членом АН СССР (1939) и тогда же по предложению академического руководства избран вице-президентом Академии наук; этот пост он занимал до 1943 г. Являясь в течение многих лет членом Совета научно-технической экспертизы Госплана СССР, он принимал активное участие в составлении и реализации планов внедрения новой техники в основные отрасли машиностроения страны.
В трудные годы Великой Отечественной войны Институт машиноведения был эвакуирован в Казань, где оказалось также немало машиностроительных предприятий оборонного назначения. Под руководством Чудакова в ИМАШе была создана Комиссия помощи фронту, пересмотрены направления работ, изменена тематика, начали устанавливаться тесные связи с промышленностью. Большая часть работ оборонного назначения, выполненных в ИМАШе в годы войны, была связана с совершенствованием авиационной техники и вооружения. В этом направлении ученые-машиноведы провели немало исследований и осуществили важные научно-технические разработки; академик Чудаков принимал в этом самое непосредственное участие.