Badania opublikowane w jego pracy habilitacyjnej pozwoliły na wyodrębnienie osobnej formy zoologicznej dzikiego konia określonej nazwą tarpana leśnego (Equus caballus gmelini forma silvatica Vetulani, 1928). W kolejnych latach Tadeusz Vetulani zainicjował prace nad restytucją tarpana leśnego w Puszczy Białowieskiej. Tam też od 1936 roku był organizatorem Zwierzyńca Koników Polskich typu Tarpana Leśnego i stosując metody doboru hodowlanego podjął próbę regeneracji dzikiego tarpana z materiału prymitywnych koników. W 1939 roku został wybrany członkiem Poznańskiego Towarzystwa Przyjaciół Nauk.
W czasie okupacji hitlerowskiej Tadeusz Vetulani przebywał i działał w Krakowie jako referent Polskiego Czerwonego Krzyża (1940–1943). Odrzucił wszelkie propozycje współpracy z okupantem uwarunkowane zadeklarowaniem narodowości włoskiej, w tym propozycję prowadzenia badań na Uniwersytecie Rzeszy w Poznaniu. Odmówił wstąpienia do komisji mającej przeprowadzić inspekcję grobów katyńskich, nie chcąc działać na rzecz propagandy hitlerowskiej.