Наряду с этим впечатляющим реестром карьерных успехов биография А.Н. Фрумкина включает и события драматические. В годы обвинений в «космополитизме» и «низкопоклонстве перед Западом» он был вынужден покинуть пост директора института. Только исключительные заслуги в области теоретического обоснования получения алюминия, титана, урана и других металлов и в решении важнейших задач оборонной проблематики в годы Второй мировой войны помогли ему избежать готовившейся в начале 1950-х гг. расправы над ним как над «космополитом номер один в электрохимии». Серьезным поводом для волнений стали сложности, связанные с переутверждением его директором института на новый срок в 1971 г. Глубоко переживал он смерть жены и друга-единомышленника Амалии Давидовны. Страдал от все обостряющейся глаукомы. А вот совсем иная причина для огорчения – «бегство» за границу его ученика, бывшего аспиранта академика Л.Д. Ландау, члена-корреспондента АН СССР (1958) В.Г. Левича (1917–1988).
Все тяготы судьбы Фрумкину помогали переносить «его стойкость и мужество, бескомпромиссность и несгибаемость» (академик В.И. Гольданский). Коллеги отмечали простоту, обаятельность и остроумие ученого. Его блестящий доклад на Менделеевском съезде, завершенный словами об Афродите, вышедшей из морской пены, т.е. по существу из структурированного электролита, был встречен аплодисментами стоящей многотысячной аудитории. Однако видевших Фрумкина впервые смущала его манера смотреть куда-то вбок и вниз, мимо собеседника, что производило впечатление нелюдимости и высокомерия (В.И. Гольданский). Вместе с тем о трогательном отношении ученого к животным рассказал академик Б.А. Арбузов: когда требовалось сгонять кошку с ее привычного места на кровати, он очень смущался и всегда старался избежать этой необходимости.