Dal 1929 al 1948, Lina Stern divenne la direttrice dell'Istituto di fisiologia dell'Accademia delle scienze dell'URSS. Tra i molti argomenti ai quali lei e il suo gruppo si dedicarono, c'erano la longevità e il sonno. Sotto la sua guida, gruppi di colleghi con esperienze multidisciplinari lavorarono sulle barriere emato-encefaliche e istologiche. I risultati di questi esperimenti furono successivamente implementati nella pratica clinica e salvarono migliaia di vite umane durante la seconda guerra mondiale. Nel 1939 divenne la prima donna membro dell'Accademia. Nel 1943 vinse il Premio Stalin.