Интересно, что за несколько месяцев до этого там же работала американская экспедиция, но никаких находок не сделала. Успех экспедиции дал «зеленый свет» его фундаментальной книге о тафономии и его науке, имеющей практическое применение и междисциплинарное теоретическое основание. Примечательно, что во многих американских учебниках и справочниках по палеонтологии Ефремова называют "отцом" современной палеонтологии, соединившим геологические и палеонтологические данные в единую науку.

Признание новая отрасль получила лишь в 1970-е годы, но выводы своей науки Ефремову удалось применять ещё в 1946, 1948 и 1949 годах – во время экспедиции в пустыню Гоби, принёсшей богатейший материал. О экспедиции была написана документальная повесть «Дорога ветров».
За свою научную работу в 1952 году Ефремов был удостоен Сталинской премии II степени.

В пустыне Гоби, в экспедиции за «костями дракона», у Ефремова родился замысел произведения о космическом будущем, о Великом Кольце миров Вселенной, о «ненасытных в подвиге» людях, подлинных человеческих отношениях и планете, превращённой жителями в цветущий сад. Таким стал роман «Туманность Андромеды», вышедший в 1957 году. Будущее, описанное в книге, коммунистическое — без частной собственности, рынка и профессиональных органов власти.

Роман «Туманность Андромеды» стал наиболее глубоким и значимым произведением советской фантастики. Утопическое описание коммунистического общества будущего потрясало воображение читателей. Книгу экранизировали, и фильм оказал глубокое влияние на кинофантастику XX века. К примеру, имя Дар Ветер перекочевало в космическую оперу Джорджа Лукаса, трансформировавшись в имя главного злодея.

В антиутопии «Час быка» Ефремов во многом предсказал современное общество потребления. Роман в КГБ сочли антисоветским и долгое время он не переиздавался. Однако, в итоге жизнь его оказалась даже более долгой, чем, вероятно, предполагал автор.
В книге группа исследователей с Земли прибыла на планету Торманс, которую ранее колонизировали земляне. Общество представляет собой подобие олигархического режима тоталитарного типа. Людей еще в детстве разделяют на касты — невежественную короткоживущую рабочую силу (кжи) и образованную почти бессмертную элиту (джи).

Писалась история как аллюзия на смесь капитализма и коммунизма китайского типа (как раз в ту пору разошлись дороги СССР и КНР). Но из книги можно вычитать и эпоху застоя, и «лихие 90-е», и переписывание истории в угоду конъюнктуре. Он стал ответом на проблемы, возникшие перед страной к началу 1960-х годов, когда «осадный социализм» ушёл в прошлое и требовались новые подходы к управлению обществом, развитию наук о человеке, объединение всех людей в борьбе за ядерное разоружение и подлинный социализм. Всё это Ефремов и стремился показать в форме приключенческого романа «в несколько хаггардовском вкусе». В 1969 году в письме американскому коллеге писатель говорит о «взрыве безнравственности», за которым последует «величайшая катастрофа в истории в виде широко распространяемой технической монокультуры».
«Час быка» послужил источником вдохновения более широко известной книги – «Незнайке на Луне» Николая Носова. Описание капиталистического общества с его поляризацией верхов и низов получилось эталонным, а книга, по сути, популярно излагает идеи Ефремова для детей.

Последний роман писателя посвящен эпохе Александра Македонского и вышел уже после его смерти. Он посвящён его жене, Таисии Юхневской, в котором автор попытался проследить, как ставились тогда те проблемы, решения которых он показал в произведениях о будущем. Исследования малоизвестных женских культов, сосредоточение внимания на внутреннем мире женщины и её роли для исторических судеб, размышления о генезисе культур и религий и их взаимодействии, поиск красоты и истины — всё это собрано в романе и показано в широком историческом контексте столкновения античной и восточной культуры.
"...На изгаженном, вытоптанном месте не вырастает любовь к своему народу, своему прошлому, воинскому мужеству и гражданской доблести. Забыв о своем славном прошлом, народ обращается в толпу оборванцев, жаждущих лишь набить брюхо и выпить вина!..." - Таис Афинская