Rutherford usiłował interweniować u władz radzieckich, by – dla dobra nauki – pozwoliły Kapicy na przyjazd i dokończenie rozpoczętych badań, otrzymał jednak odpowiedź odmowną: „Jest w pełni zrozumiałym, że Anglia chciałaby pana Kapicy i tak samo Związek Radziecki, ze swej strony, chciałby pana Rutherforda”.
W ZSRR Kapica został mianowany dyrektorem powołanego specjalnie dla niego Instytutu Problemów Fizycznych przy Akademii Nauk i otrzymał polecenie zorganizowania go i rozpoczęcia badań. Część wyposażenia instytutu została przez ZSRR odkupiona i sprowadzona z jego laboratorium w Cambridge. Instytutem tym kierował aż do śmierci, z przerwą we wczesnych latach 50., kiedy to po konflikcie z Berią popadł w niełaskę, został pozbawiony stanowiska i znalazł się na pewien czas w areszcie domowym.
Kariera naukowa Początkowo, po powrocie do ZSRR, Kapica kontynuował swoje badania w dziedzinie fizyki niskich temperatur, które doprowadziły w roku 1937 do jego najsłynniejszego odkrycia naukowego – zaobserwowania nadciekłości helu i opisania jego własności w tym stanie. W roku 1939 wynalazł niskociśnieniową skraplarkę powietrza.