В основу деятельности Лаборатории Бах положил следующие постулаты: производство может строиться только на научной базе, научно-техническая база должна опережать рост производства, а наука должна включиться в разработку проблем промышленности. В лаборатории выполнялись узкопрактические задания: разрабатывался метод получения суррогата касторового масла для авиации, составлялись горючие смеси для двигателей внутреннего сгорания, вырабатывались заменители олифы из продуктов окисления нефтяных масел. Одновременно Бах вел теоретические исследования по биокатализу и механизму процессов окисления. На основе Центральной химической лаборатории был открыт в 1922 г. Химический институт (с 1932 г. Физико-химический институт
им. Л.Я. Карпова). Директором был назначен Бах. Вскоре к нему пришел молодой физиолог растений А.И. Опарин; их творческое сотрудничество продолжалось до конца жизни.
По его инициативе и при поддержке народного комиссара здравоохранения
Н.А. Семашко был создан Биохимический институт Наркомздрава с медицинским уклоном. Это был первый научно-исследовательский центр биохимических работ в СССР. Здесь Бахом были разработаны методы количественного определения ферментов в капле крови и установлен суточный ритм ферментативной активности в крови человека и животных. Его работы заложили основу для использования количественных показателей крови для диагностики различных заболеваний. В начале 20-х гг. Бахом и его сотрудниками были проведены работы по количественным изменениям ферментов в созревающих и прорастающих семенах. Работы имели целью выяснение одновременного образования и совместной деятельности различных ферментов в живом организме. Переходящее от периода покоя к активной жизнедеятельности зерно было удобным для таких исследований объектом. Изучение ферментов покоящегося и прорастающего зерна пшеницы было направлено на создание биохимических показателей хлебопекарного качества муки с целью рационального построения технологических процессов в условиях механизированного и автоматизированного хлебопекарного производства.
В 1929 г. были проведены выборы в Академию наук. А.Н. Бах прошел в первом туре единогласно. Вместе с ним прошли Н.И. Вавилов, Н.Д. Зелинский, А.Е. Фаворский.
В основе научной школы Баха лежали три постулата, им же самим сформулированные: 1) наука как систематизированные знания возникает только из потребности производства и развивается лишь в тесном и неразрывном взаимодействии с производством; 2) наука едина по своему происхождению и утилитарна по своему содержанию, нет чистой и прикладной науки, а есть наука и ее приложения; 3) задачей истинной науки является подведение научной основы под существующие технологические процессы и создание новых технологий.
С 1935 г. Бах является президентом Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. В 1936 г. по его инициативе создается первый всесоюзный журнал «Биохимия», редактором которого он становится.
