К концу 1945 г. комнаты в здании в Малом Харитоньевском переулке уже не могли вместить всех сотрудников Института, и остро встал вопрос о необходимости получения нового здания. Ещё в 1939 г. В.С. Кулебакин “пробил” Постановление Правительства о строительстве для Института автоматики и телемеханики специального здания. Строительство началось, но когда оно было завершено, здание отдали Институту точной механики и вычислительной техники АН СССР. Немалую роль при этом сыграл прилипший к Институту автоматики и телемеханики ярлык “лженаучности” проводимых в его стенах исследований, а также сложившееся в высших академических кругах мнение, что для нашей страны гораздо важнее быстрое развитие вычислительной техники.  В результате Институту автоматики и телемеханики предоставили всего лишь часть здания бывшего ресторана “Спорт” на Ленинградском проспекте.

Важной вехой в развитии Института был так называемый “Андроновский период”, начавшийся с 1944 г. после зачисления на работу академика А.А. Андронова. Его глубокие знания в области физики и механики и замечательные личные качества сплотили вокруг него группу молодых учёных, впоследствии ставших ведущими учёными страны (Я.З. Цыпкин, В.В. Петров, М.А Айзерман, М.В. Мееров и др.).

Особую роль сыграл организованный А.А. Андроновым семинар. Это было собрание ярких и очень талантливых учёных. На андроновский семинар в Институт приезжали инженеры и научные работники со всей страны, здесь встречались молодые специалисты, вчерашние выпускники вузов, и известные учёные, уже получившие важные результаты в области теории автоматического регулирования. На семинаре царил дух творчества; регулярно и порою нелицеприятно обсуждались научные результаты; участники семинара не чурались и не боялись по-настоящему острой, но объективной критики. Этот семинар стал настоящей “высшей школой” в области управления для многих “иатовцев” (так в те времена и долгие годы спустя называли сотрудников Института) и гостей – участников из других организаций нашей страны.

В первые годы после окончания войны в Институте была создана теория релейно-контактных схем. М.А. Гаврилову удалось найти математический аппарат – алгебру логики, отображающую соотношения, реализующиеся в релейно-контактных схемах. Был предложен язык “таблиц включения”, разработана методика преобразования параллельно-последовательных и мостиковых схем со специализированными элементами и с релейно-контактными элементами общего вида. Однако, как и в случае с Г.В. Щипановым, далеко не все учёные поняли и приняли теорию М.А. Гаврилова. Нашлись и попросту недобросовестные люди из числа высокопоставленных деятелей науки, некоторые учёные опять вспомнили о лженаучных трудах Института и принялись громить теорию релейно-контактных схем. Правда, в данном случае обошлось без Комиссии АН СССР и публикаций в партийной печати. Тем не менее, долгое время не удавалось поставить защиту докторской диссертации М.А. Гаврилова на Учёном совете Института, и только в 1946 г. после вмешательства академика А.И. Берга эта защита состоялась. На гавриловской защите А.И. Берг сказал: “Мы присутствуем при величайшем открытии современности, которое совершит революцию в технике”. Диссертация была успешно защищена.

В 1947 г. директором Института был назначен Б.Н. Петров. Институт уже с 1946 г. значительно пополнился новыми способными научными сотрудниками. Продолжала интенсивно развиваться теория линейных систем регулирования. Еще в 1940 г. В.С. Кулебакиным была введена простейшая интегральная оценка в задачах исследования качества процессов регулирования и поставлена проблема выбора коэффициентов регулятора из условия заданных значений корней характеристического уравнения, несколько позже Б.Н. Петровым была разработана алгебра структурных преобразований.

Начиная с 1947 г. в работах учёных Института рассматривались системы с запаздыванием; системы с распределёнными параметрами; развивалась теория импульсных систем, которая положила начало теории дискретных и цифровых систем управления. Эти исследования были выполнены Я.З. Цыпкиным, впоследствии академиком РАН, лауреатом Ленинской премии. Работы учёных Института послужили основой для формирования отечественной частотной школы в теории регулирования. Так, д.т.н., проф. В.В. Солодовниковым были развиты частотные критерии устойчивости линейных систем, метод трапецеидальных частотных характеристик построения переходных процессов, метод исследования качества процессов регулирования и метод синтеза корректирующих устройств на основе логарифмических частотных характеристик, получены первые результаты по статистической динамике линейных систем. Выполнялись оригинальные исследования в области теории устойчивости систем, допускающих бесконечно большой коэффициент усиления (М.В. Мееров, впоследствии д.т.н., профессор); было сформулировано понятие структурной устойчивости и получены условия существования этого типа устойчивости (М.А. Айзерман, впоследствии д.т.н., профессор, лауреат Ленинской премии); проводились исследования процессов регулирования при возмущениях, ограниченных по модулю (Г.М. Уланов, впоследствии д.т.н., профессор, лауреат Государственных премий СССР).

Большое значение имели работы по теории нелинейных систем. Так, Я.З. Цыпкиным были разработаны точные методы исследования релейных систем; В.В. Петровым, впоследствии членом-корреспондентом РАН, лауреатом Государственной премии СССР, и Г.М. Улановым построена теория релейных одно- и двухкаскадных сервомеханизмов. М.А. Айзерман исследовал влияние сил сухого трения на процессы регулирования. А.М. Лётов (впоследствии член- корреспондент АН СССР, лауреат Государственной премии СССР) разработал ряд оригинальных и эффективных методов построения функций Ляпунова для установившихся и неустановившихся движений нелинейных систем регулирования.

Проводились работы по созданию аналоговых вычислительных систем (В.А. Трапезников, Б.Я. Коган – впоследствии д.т.н., профессор, и др.). Первая в СССР электронная моделирующая установка (ЭМУ-1) была создана в 1949 г.

Важные работы выполнялись по проблеме автоматизированного электропривода (В.С. Кулебакин и др.); по чувствительным элементам и датчикам систем управления, по релейным элементам и электромагнитам (Б.С. Сотсков, Д.И. Агейкин – впоследствии д.т.н., профессор, и др.); по теории магнитных усилителей (Б.С. Сотсков, М.А. Розенблат – впоследствии д.т.н., профессор, Е.К. Круг – впоследствии д.т.н., и др.), послужившей основой для создания первой отечественной общепромышленной серии магнитных усилителей (1949–1950 гг.).

Большое практическое значение имели работы по автоматизации и созданию элементов систем автоматического контроля бурения скважин и нефтедобычи (Н.Н. Шумиловский и др.); по управлению различными типами технологических процессов (В.Л. Лоссиевский – впоследствии д.т.н., профессор); по асинхронным двигателям и электронным регуляторам для управления электроприводами (А.А. Булгаков – впоследствии д.т.н., профессор); был выдвинут агрегатный принцип построения системы автоматических устройств как единого комплекса, удовлетворяющего  требованиям различных отраслей промышленности (В.А. Трапезников, А.Я. Лернер – впоследствии д.т.н., профессор, Е.К. Круг и др.).

Институт получил широкую известность во многих научно-исследовательских и промышленных организациях страны. В 1950 г. С.П. Королёв и В.П. Глушко обратились в Институт с просьбой провести исследования и разработку систем управления для первой межконтинентальной ракеты Р-7. Под руководством Б.Н. Петрова начались работы по управлению жидкостными ракетными двигателями, которые положили начало научным исследованиям Института по управлению летательными аппаратами и внесли большой вклад в развитие космической техники в нашей стране.

Однако в том же году возник очередной и наиболее драматичный эпизод в становлении и развитии Института. К сожалению, нашлись люди, которые не забывали о дискуссиях по работам Г.В. Щипанова и М.А. Гаврилова, и время от времени поминали статью в журнале “Большевик” о лженаучных работах в Институте автоматики и телемеханики. И несмотря на то, что в Институте успешно развивались всё новые направления теории автоматического регулирования того времени, были созданы первая в СССР электронная аналоговая вычислительная машина, серия магнитных усилителей, пневматическая система управления компрессорными скважинами, система автоматического управления технологическими агрегатами бетонных заводов, начаты работы по космической технике и многое-многое другое, несмотря на то, что Институт внёс огромный вклад в эффективную работу оборонной промышленности в годы войны, Академия наук СССР решила перевести Институт из Москвы в Ленинград. Всё это означало только одно – уничтожение Института в том составе, который можно назвать “звёздным”, поскольку ведущие учёные-иатовцы заранее подыскали для себя в Москве новые места работы. И в Ленинграде создание Института автоматики и телемеханики пришлось бы начинать с нуля. В то время директор Института Б.Н. Петров проявил яркий дипломатический талант и добился того, чтобы Институт посетил заведующий отделом науки ЦК КПСС Ю.А. Жданов. Существенную помощь в организации этого визита оказал беспартийному Б.Н. Петрову секретарь партбюро Института и один из его первых сотрудников Д.Я. Либенсон (ушёл из жизни в 1963 г.). Ю.А. Жданов провёл в Институте целый рабочий день, посетил все лаборатории Института и высоко оценил значение проводимых в Институте фундаментальных работ в области управления для развития страны, включая её оборонную промышленность.

После посещения Института Ю.А. Ждановым вопрос о переводе Института в Ленинград был снят, было также предано забвению клише “о лженаучности” работ Института автоматики и телемеханики.

Таким образом, к моменту окончания срока пребывания Б.Н. Петрова на посту директора в Институте был создан очень сильный коллектив учёных. Фактически Институт стал ведущим центром в СССР по созданию новой и актуальной теории автоматического управления, элементов и систем управления во многих ведущих отраслях промышленности.

В 1951 г. директором Института автоматики и телемеханики был назначен В.А. Трапезников.