Теоретические исследования. После войны Т. Д. Лысенко продолжал развивать основные положения мичуринской биологии. Вместе с тем, с конца 1940-х гг. его интересы сместились в сторону изучения проблем взаимодействия живых организмов и их видов. Согласно господствовавшей тогда точке зрения, в живой природе действовали законы естественного отбора и борьбы-конкуренции организмов. Лысенко предложил уточнить эти представления. По его мнению, если между представителями различных видов в природе действительно ведётся борьба, хотя иногда встречается и кооперация, то внутривидовые взаимоотношения не могут быть подведены под эти понятия — они "направлены только на обеспечение существования вида, на его процветание и увеличение численности". Это положение было названо Т. Д. Лысенко законом жизни биологического вида. Оно стало теоретической основой его разработок по методике гнездовых посевов семян и созданию стада жирномолочных коров.
Т. Д. Лысенко высказал также гипотезу о возможности скачкообразного преобразования одного вида в другой, которая, впрочем, была оспорена многими биологами и не нашла продолжения в его работах.
Т. Д. Лысенко ввёл понятие агробиологии. Оно означало применение к решению сельскохозяйственных задач биологических законов развития живых организмов.
Публикации. Главные работы Т. Д. Лысенко по вопросам биологии и сельского хозяйства были напечатаны в редактировавшемся им журнале "Агробиология", выходившем с 1946 по 1965 гг.
Его основной научной публикацией стала монография "Агробиология", первое издание которой вышло в свет в 1945 году, и которая переиздавалась 6 раз.
У Т. Д. Лысенко выходили также книги "Стадийное развитие растений. Работы по теории стадийного развития и яровизации сельскохозяйственных растений" (1952 г.); "Избранные сочинения", тт. 1, 2 (1958 г.). К 1952 году он напечатал более 200 статей в газетах. Появилось около 250 публикаций, посвященных Т. Д. Лысенко.
Награды; премии; звания. 29 сентября 1948 года Т. Д. Лысенко был награжден орденом Ленина — за выдающиеся заслуги в деле развития передовой науки и большую плодотворную практическую деятельность в области сельского хозяйства, а также в связи с 50-летием со дня рождения и 25-летием научной деятельности.
В сентябре 1948 года Всесоюзному селекционно-генетическому институту (Одесса) было присвоено имя Т. Д. Лысенко.
8 апреля 1949 года за создание учебника "Агробиология" Т. Д. Лысенко была присуждена Сталинская премия первой степени.
27 октября 1949 года Т. Д. Лысенко был награжден ещё одним орденом Ленина — за выдающиеся достижения в области сельскохозяйственной науки и в связи с 20-летием ВАСХНИЛ.
21 июня 1950 года Т. Д. Лысенко была присуждена медаль имени Мечникова — за выдающиеся научные достижения в биологии.
В 1955 году (100-летний юбилей Мичурина) он был награждён золотой медалью имени И. В. Мичурина.
В 1953, 1958, 1961 гг. Лысенко награждался орденом Ленина.
В 1952 году АН Болгарии, а в 1959 году Чехословацкая Академия сельхознаук избрали Т. Д. Лысенко своим почетным членом.
После сессии ВАСХНИЛ 1948 года мичуринское направление стало ведущим в советской биологии. Но ненадолго. Усилиями Ю. А. Жданова, занимавшего тогда должность заведующего отделом науки УПиА ЦК ВКП(б) и некоторых других партаппаратчиков, вейсманисты стали возвращаться в руководящие структуры биологических и, в меньшей степени, сельскохозяйственных наук. В 1952 году ими была предпринята попытка ввести в состав президиума ВАСХНИЛ главного оппонента Т. Д. Лысенко А. Жебрака, не являвшегося даже членом-корреспондентом ВАСХНИЛ. Тогда же возобновилась критика взглядов Лысенко на внутривидовые отношения и видообразование, сопровождавшаяся идеологическими обвинениями его в не-дарвинизме.
После марта 1953 года нападки на Лысенко значительно усилились. Критиковались его теоретические взгляды, практическая работа в сельском хозяйстве, проекты, реализовывавшиеся в сталинское время — травопольная система, лесозащитные полосы — в которых он принимал участие. Возобновилась дискриминация мичуринцев со стороны восстановивших свои позиции в руководстве наукой вейсманистов. В июне 1954 года И. Е. Глущенко, сторонник Т. Д. Лысенко, выступая на заседании президиума АН СССР, говорил: "В настоящее время статьи сторонников мичуринской генетики не печатают в газетах, журналах; мичуринцев не включают в состав делегаций, в состав бюро отделения биологических наук".
Осенью 1955 года в Президиум ЦК КПСС было направлено письмо, подписанное многими научными работниками, биологами и не-биологами, с осуждением взглядов и деятельности Т. Д. Лысенко.
Хотя этот "протест общественности" был инспирированным, однако в тот период у Лысенко действительно случился ряд неудач: поддержанная им теория О. Лепешинской подверглась критике многих учёных; начатые им, по инициативе Сталина, работы с ветвистой пшеницей не дали положительных результатов и были прекращены.
Впрочем, в глазах Н. Хрущёва самым большим "недостатком" Т. Д. Лысенко явилось его прохладное отношение к освоению целины, ставшему тогда, по воле первого секретаря ЦК КПСС, приоритетом сельскохозяйственной политики страны. Без энтузиазма относился Т. Д. Лысенко и к "борьбе за кукурузу" — повсеместному насаждению этой культуры по личному ("волюнтаристскому") решению Хрущёва; к внедрению её двойных межлинейных инцухт-гибридов.