W lutym 1925 objął funkcję dziekana Wydziału Chemicznego, od czerwca 1925 do października 1928 był rektorem Leningradzkiego Instytutu Politechnicznego, poza tym w 1927 został kierownikiem Wydziału Metaloznawstwa Akademii Nauk, na bazie którego w 1938 utworzono Wydział Metaloznawstwa Akademii Nauk ZSRR, którego kierownikiem został Bajkow. Jednocześnie, w latach 1935-1941 pełnił funkcję kierownika katedry chemii nieorganicznej i dziekana Wydziału Chemii Leningradzkiego Uniwersytetu Państwowego. W 1927 został członkiem-korespondentem, a w 1932 akademikiem Akademii Nauk ZSRR. Prowadził badania m.in. w obszarze metalurgicznych procesów chemii metali. Po ataku Niemiec na ZSRR był przewodniczącym miejskiej komisji pomocy frontowi w Leningradzie, w grudniu 1941 został ewakuowany do Swierdłowska, skąd latem 1943 wrócił do Moskwy. Od maja 1942 do maja 1945 był wiceprezesem Akademii Nauk ZSRR, w 1943–1946 był przewodniczącym Rady Ekspertyzy Naukowo-Technicznej Gospłanu ZSRR. Od 1935 był deputowanym leningradzkiej miejskiej rady deputowanych pracujących, w 1937 został deputowanym do Rady Najwyższej ZSRR 1 klasy.