За два года в усадьбе Михайловского удалось отстроить на старом фундаменте ганнибаловского дома Дом-музей (по проекту архитектора К. К. Романова) и открыть в нём развёрнутую экспозицию, включавшую много ценных предметов живописи, графики, обстановки, книг и документов, и отремонтировать домик няни. К сожалению, в результате вмешательства некомпетентных лиц из Всесоюзного юбилейного комитета Дом-музей во многом отличался от исторического дома Ганнибалов-Пушкиных. Парк Михайловского расчистили и частично восстановили его первоначальную планировку (сходящиеся лучами к центру левой стороны парка берёзовые, липовые и другие аллеи); провели подсадку молодняка, а старые деревья, помнившие ещё Ганнибалов,— ели въездной еловой аллеи, липы большой липовой («аллеи Керн») и другие — поручили попечению опытного учёного лесовода. Восстановили пруды — два малых у входа в усадьбу, совсем было заросший большой в глубине парка и каскад на восточной его границе, с плотиной, «островом уединения» и фигурными мостиками. Большие реставрационные работы были проведены в парках Тригорского и Петровского: ожили пушкинские знакомцы — «дуб уединенный» и «ель-шатёр», старожилы-дубы на «солнечных часах» и лапы у «танцевального зала». Пошли в рост подсаженные на месте пушкинских «трёх сосен» молодые деревца. Были отремонтированы древний Успенский собор Святогорского монастыря, памятник на могиле поэта и плиты на могилах О. А. и М. А. Ганнибалов. Очищены озёра.
Вся реставраторская деятельность велась с максимальным использованием исторической документации и с широким привлечением научной общественности, что гарантировало от какой-либо самодеятельности и неоправданного реставраторского рвения.
Был выпущен новый путеводитель по заповеднику (автор О. В. Ломан) и опубликованы научные статьи. Появились экскурсионно-туристические базы: Пушкинского общества в деревне Вороничи и Ленинградского городского отдела народного образования в деревне Зимари. Первая приняла сотни туристов из разных городов страны, на второй побывало множество групп школьников и учителей, среди них участники Детского литературного университета, организованного в Ленинграде С. Я. Маршаком. Число экскурсантов достигло многих тысяч.
Тысячи людей собирались на Пушкинские народные праздники, проводившиеся в день рождения поэта на большом лугу села Михайловского.
Заповедник посещали и работали там видные советские писатели и художники — К. Г. Паустовский, И. А. Новиков, Б. Н. Полевой, Н. Э. Радлов, Л. С. Хижинский, П. А. Шиллинговский и многие другие. Пейзажи Михайловского и Тригорского нашли отражение в работах фотографов-художников М. Н. Муравейского, А. А. Монюшко и других.
День похорон Пушкина, 18 февраля 1937 года, был отмечен многолюдным митингом на могиле поэта, завершившимся торжественным шествием в Михайловское, где состоялось открытие Дома-музея и закладка памятника.
В торжественно-памятном вечере в районном Доме культуры наряду с учёными, писателями, артистами приняли участие потомки поэта.
В дальнейшем, вплоть до весны 1941 года, в заповеднике продолжались реставрационные работы, особенно в парках и ротах. Авторитетная комиссия Академии наук во главе с академиком В. А. Сукачевым выработала детальные рекомендации. Была проведена капитальная реэкспозиция Дома-музея, он пополнился рядом ценных экспонатов, мемориальных предметов из Тригорского и Малинников. Выполнено научное описание домика няни с точными его обмерами (архитектор Ю. М. Моляревский) и подготовлены проектные задания для восстановления хозяйственных строений в усадьбе в Михайловском и дома в Тригорском. Положено начало научной библиотеке. Широкий размах приобрела научно-популяризаторская и экскурсионно-массовая деятельность — выходили книги, брошюры, альбомы, публиковались многочисленные статьи. Был создан первый документальный кинофильм (режиссёр-оператор П. И. Паллей). Расширили свою работу туристические базы. Ежегодно заповедник посещали десятки тысяч экскурсантов. Ещё более массовыми стали традиционные Пушкинские праздники в Михайловском каждое первое воскресенье июня. Перед участниками праздников и торжественных вечеров выступали учёные, поэты, артисты. Большую помощь в работе коллективу заповедника оказывали сотрудники Института русской литературы (Пушкинского Дома), особенно заведующий музеем М. М. Калаушин. Директором заповедника в то время был писатель П. А. Иванов, заместителем директора по научной части — литературовед А. М. Гордин (1939—1940 гг.).
В годы фашистской оккупации (1941—1944 гг.) заповеднику был нанесён огромный урон.
В акте, опубликованном Чрезвычайной государственной комиссией по установлению и расследованию злодеяний немецко-фашистских захватчиков и их сообщников 30 августа 1944 года, указывалось, что «немецко-фашистские захватчики намеренно разрушали Пушкинский заповедник Академии наук СССР». В Михайловском, которое фашисты превратили в военный объект, был разграблен и сожжён Дом-музей, разрушен домик няни и на его месте построен блиндаж; в парке и рощах вырублено много деревьев, вырыты траншеи и бункера, установлены мины. В такое же состояние был приведён захватчиками и парк Тригорского. В деревне Вороничи они сожгли старинную Воскресенскую церковь. В Святогорском монастыре взорвали колокольню Успенского собора, причём разбили большой колокол XVIII века; частично разрушили каменную ограду и лестницы; сожгли все монастырские постройки. Могила Пушкина была повреждена, памятник значительно накренился. Площадку вокруг памятника фашисты заминировали и провели подготовку к взрыву всего соборного холма, для чего в специально вырытый тоннель заложили авиабомбы большой мощности. Взрыв был предотвращён только стремительным наступлением Красной Армии. Впоследствии на территории заповедника специальные сапёрные части обезвредили более семи тысяч мин, сняли тонны колючей проволоки, которой были оплетены берега Сороти и озера Кучане.
Акт Чрезвычайной государственной комиссии, в которую входили писатели H. С. Тихонов, Л. М. Леонов, К. А. Федин, член-корреспондент Академии наук П. И. Лебедев-Полянский, профессора Д. Д. Благой и Н. К. Гудзий, был составлен на основании расследования, проведённого на месте.
Сразу же после освобождения территории Пушкиногорского района Президиум Академии наук принял решение о срочном восстановлении Пушкинского заповедника и выделении на это 10 миллионов рублей. Специальная комиссия под председательством академика А. В. Щусева определила объём работ. «Академпроекту» было поручено подготовить документацию. «Академстрой» организовал в Пушкинских Горах особый строительный участок, который возглавил только что демобилизованный инженер И. И. Смирнов, а затем сменивший его А. И. Востоков.
За три года (1946—1949) удалось осуществить очень большой объём строительно-реставрационных работ.
В усадьбе Михайловского были отстроены домик няни и Дом-музей Пушкина — с максимальным приближением к его историческому виду, на строго научном основании, с учётом всего имеющегося документального, изобразительного и литературного материала (архитектор Л. И. Рожнов; его мастерство, высокая культура и преданность делу во многом способствовали восстановлению заповедника). Полностью был восстановлен в облике пушкинского времени древний собор Святогорского монастыря; в южном и северном его приделах развернули экспозицию. На территории монастыря отстроили бывший настоятельский дом и служебный корпус, реставрировали каменную монастырскую ограду со старыми Анастасьевскими воротами (архитектор также Л. И. Рожнов).
Была приведена в полный порядок могила поэта, реставрирован памятник, мраморная балюстрада и намогильные плиты О. А. и М. А. Ганнибалов.
В парках Михайловского, Тригорского и Петровского ликвидировали все следы войны, расчистили аллеи и пруды, восстановили мостики и заборы. Были сделаны многочисленные подсадки и взяты под наблюдение старые деревья как в парках, так и в рощах. Пострадавшие во время войны «дуб уединенный» в Тригорском, клён у домика няни в Михайловском и другие «знакомцы» поэта подвергнуты специальному «лечению». Заново посадили «три сосны» на месте пушкинских.
В восстановительных работах деятельное участие принимали местное население, областные и районные партийные и советские организации, секретари райкома партии П. А. Киманов и С. В. Воробьёв, недавно возглавлявшие партизанский отряд, действовавший на территории Пушкиногорского района, а также коллектив Псковских научно-реставрационных мастерских, которым руководил архитектор Ю. П. Спегальский.
Исключительную заботу о восстановлении заповедника проявлял президент Академии наук С. И. Вавилов. Он неоднократно приезжал в Михайловское вместе с уполномоченным академии по Ленинграду академиком И. В. Гребенщиковым.
Повседневную действенную помощь в восстановлении оказывало руководство Института русской литературы (Пушкинского Дома), в ведении которого находился заповедник,— директор института академик П. И. Лебедев-Полянский, его заместитель Т. И. Шаргородский и особенно заведующий музеем М. М. Калаушин, непосредственно курировавший всю деятельность заповедника.
Коллектив заповедника состоял всего из двух десятков человек: директор С. С. Гейченко, заместитель по научной части А. М. Гордин, заместитель по административно-хозяйственной части Н. И. Аксенов, научные сотрудники Н. И. Грановская, Е. Г. Звагольская, учёный лесовод Н. Г. Звагольская, административный персонал, лесники, сторожа, рабочие — М. А. Иванова, T. Н. Белькова, А. Ф. Фёдорова, H. Н. Бельков, М. Ф. Петрова, Д. Ф. Филиппов, А. Г. Шендель, Н. Д. Шендель, И. В. Васильев, А. И. Иванов, В. И. Иванов, И. И. Иванов, М. И. Лукин, В. И. Шпинев, шофёр А. П. Иванов (последние двое пришли после демобилизации). Этому небольшому коллективу в трудных бытовых условиях пришлось выполнить немалый объём разнообразной работы.
Необходимо было обеспечить охрану и надлежащее содержание территории заповедника, включая парки, водоёмы, луга, рощи. Для архитекторов и строителей-реставраторов требовались научно обоснованные, документированные задания, а деятельность их нуждалась в повседневном контроле. Увеличивавшееся с каждым годом число посетителей (к 1949 году оно составляло более ста тысяч человек), выдвигало задачу организации экскурсионного обслуживания, издания путеводителей, справочных листовок, открыток.