Сменивший А. К. Коля в должности зав. отделом интродукции института Г. Н. Шлыков тоже неоднократно выступал с критическими оценками деятельности Вавилова и его руководства ВИРом. "За истекшее десятилетие Институт Растениеводства не мог выделить ни одного сорта из растений хлебных злаков, который, пройдя конкурсное государственное сортоиспытание, оказался бы действительным шедевром и тем самым доказал бы непосредственное практическое значение для нашего земледелия вавиловских "центров".
Критика Вавилова звучала на страницах газет, в стенах Академии наук, ВАСХНИЛ. 4 октября 1937 года в "Правде" появилась статья "На старых позициях", в которой отмечалось, что громадные средства на экспедиции не оправдали себя; что институт, вместо сортов, дал сотни монографий и ботанических описаний. Несколько критических замечаний в адрес Н. Вавилова счёл необходимым высказать даже Н. Горбунов, его старый покровитель. На общем собрании АН 20–21 мая 1937 г. Горбунов, перечислив ряд положительных, по его мнению, работ Института генетики, отметил, что имеет место "отрыв его от практики", и что "в плане института превалируют незначительные темы". В 1937 году было урезано финансирование ВИРа. В Учёный совет института был введён, независимо от Вавилова и вопреки его желанию, ряд новых членов. В мае 1939 года президиум ВАСХНИЛ, после обсуждения отчёта ВИРа, признал его работу неудовлетворительной.
В те же годы, к публичной критике Вавилова начали добавляться письма в парторганы и НКВД с требованиями расследования его деятельности. Так, 27 марта 1935 года, в письме на имя Сталина вице-президент ВАСХНИЛ Бондаренко и парторг академии Климов, утверждали, что "в качестве Президента он (Вавилов) фактически представляет в настоящее время отрицательную величину, фигурируя, как таковой, лишь в торжественных случаях… борьба за решительный поворот и перестройку науки в сторону практических запросов социалистического сельскохозяйственного производства, на что указывал т. Сталин на XVII съезде партии, вызывает глухое сопротивление части старых научных работников". 7 марта 1939 года Г. Шлыков, тогдашний заведующий отделом интродукции ВИРа, направил письмо в НКВД с предложением расследовать связи Вавилова с уже осуждёнными бывшими наркомземами Яковлевым и Черновым.
Падение политических покровителей. В 1937-38 гг. были репрессированы многие высокопоставленные партийные деятели, дружески относившиеся к Вавилову: Я. Яковлев, Г. Каминский, К. Бауман. Был также арестован ряд троцкистов в системе наркомзема: А. Му-ралов, с 1933 года зам. наркомзема, с июня 1935 года (после Вавилова) президент ВАСХНИЛ; вице-президент ВАСХНИЛ А. Гайстер и другие. В феврале 1938 года очередь дошла до Н. Горбунова. (Бывший управделами СНК был осуждён по обвинению в шпионаже).
Дело в НКВД. В деле Вавилова продолжали накапливаться показания, которые давали против него на допросах в 1937-38 гг. бывшие руководители сельского хозяйства и аграрной науки СССР, включая А. Муралова, Н. Тулайкова, Г. Мейстера и других. Дополнительной компрометацией Вавилова стали его положительные отзывы о Бухарине, с которым он побывал в 1931 году в Лондоне на конференции по истории науки; дружба с левым коммунистом Г. Мёллером; одобрительные оценки зарубежных выступлений Вавилова, поступавшие в Москву от советских полпредов и т. д. В 1920-х — начале 30-х гг. эти связи и похвалы содействовали повышению авторитета Вавилова в кругах тогдашней партийной элиты. С середины 1930-х гг. они стали дискредитирующими материалами.
Биографы Вавилова не раз задавались вопросом: почему, несмотря на критику в прессе, многочисленные показания о вредительстве и другой компромат на Вавилова, накопленный в НКВД, он не был арестован в 1937-38 гг.? Ответ иногда давался в том смысле, что "Сталин побоялся дать санкцию на арест всемирно известного учёного из-за возможных протестов международной демократической общественности". При ближайшем рассмотрении такой ответ не выдерживает никакой критики. Сталин не "побоялся" дать санкции на арест бывшего председателя Совнаркома (Рыкова), бывшего главы Коминтерна (Зиновьева), "любимца партии" (Бухарина) и многих других всемирно известных деятелей — невзирая на самые отчаянные протесты международной демократической общественности. Так, во время московских процессов видные политики, руководители Социнтерна, известные писатели (Ромен Роллан,) направляли Сталину письма с ходатайствами об освобождении или помиловании подсудимых. Р. Абрамович, один из лидеров меньшевиков, называл процессы "сплетением лжи и клеветы, преступлением против всех законов пролетарской морали, сокрушительным ударом по всему мировому социализму"; секретарь Социнтерна Ф. Адлер говорил о "гнусностях, которые совершает утвердившаяся в Москве диктатура"; видный философ-эмигрант Г. Федотов писал, что "процессы наносят колоссальный ущерб не только большевистской партии, но и России <?!>" и так далее. Всё это никак не повлияло на судьбу соратников Ленина и их подельников. Более близким к истине является предположение, что Сталин учитывал, при оценке "дела Вавилова", международную обстановку. А именно: в 1937-38 гг. отношения Советского Союза с гитлеровской Германией были напряжёнными, и "англо-американские круги", связи с которыми инкриминировались Вавилову, могли стать, в случае военного конфликта, союзниками СССР. Положение Вавилова в этом смысле, с точки зрения сталинского руководства, было отчасти сходным с положением бывшего наркома иностранных дел М. Литвинова (Меер-Геноха Моисеевича Валлаха), об оппозиционных настроениях которого Сталин и Молотов хорошо знали, но никаких мер против него не предпринимали, имея в виду возможность его использования в дипломатических отношениях с "англо-американскими кругами". После августа 1939 года, когда межгосударственные отношения СССР и Германии нормализовались, Вавилов потерял свой относительный "иммунитет".