Praktyczne zastosowanie powyższych terapii na szerszą skalę, umożliwiła Pelczarowi nowa placówka medyczna, którą sam założył w grudniu 1931 – Zakład Leczniczo-Badawczy dla Chorych na Nowotwory przy ul. Połockiej 6 w Wilnie (istniejący do dziś). W latach 30. zakład zdołał pozyskać do leczenia nowotworów promieniotwórczy rad. Pelczar osobiście angażował się w pracę w zakładzie, równolegle jako organizator, lekarz oraz opiekun chorych.

Koniec lat 30. W listopadzie 1937 roku był poważnie ranny w wyniku katastrofy samolotu pasażerskiego pod Piasecznem. Przez jakiś czas leżał w szpitalu w Warszawie. alt=|mały|248x248px|Tablica pamiątkowa w Wilnie Po wybuchu wojny, we wrześniu 1939, zorganizował w Wilnie, pomoc dla kilkudziesięciu tysięcy uchodźców z terenów okupowanych przez Niemcy hitlerowskie i Rosję sowiecką – utworzył Polski Komitet Pomocy Ofiarom Wojny. Równolegle stanął na czele Sekcji Polskiej Międzynarodowego Czerwonego Krzyża, jego autorytet umożliwił pozyskanie międzynarodowej pomocy od różnych instytucji i fundacji dobroczynnych.