Известный отечественный геоморфолог, один из основоположников учения о неотектонике, Н. И. Николаев проводил исследования высотных ступеней долины Оки (преимущественно в Рязанском и Спасском районах) [Николаев, 1933, с. 20 ; Его же, 1935, с. 35]. В ходе полевых работ было выявлено существование трех надпойменных террас с отметками относительных высот 7–10 м, 17–20 м и 35– 40 м. Именно Н. И. Николаев впервые описал разрез у села Фатьяновка, который потом стал одним из потенциальных стратотипов, установил наличие под днепровской мореной ископаемых аллювиальных пачек с соответствующими литологическими признаками, генезис и возраст которых не ясен, при этом в основании древнего аллювия найдены галька и щебень кристаллических пород. В те же годы статус главного стратотипического разреза четвертичных отложений в долине Оки прочно утвердился за обнажением у города Лихвин [Москвитин, 1934, с. 61].
Первая схематичная карта чехла четвертичных отложений для средней части бассейна реки Оки дана в работах Н. И. Кригера. В них продолжилась разработка единой картины строения приповерхностных осадков различного возраста [Кригер, 1936, с. 173]. Автор определил обычные значения высот надпойменных террас и на основании этих наблюдений заключил, что блоковые движения не могли оказывать существенного воздействия на формирование рельефа пойменной части окской долины. В. А. Жуков, проводя геологические исследования на севере Рязанской области, в границах Спас–Клепиковского района, также не обнаружил литологических следов поднятий и опусканий [Жуков, 1933, с. 59].
В довоенное время нерешенной научной проблемой, требующей не теоретических обобщений, но фактических данных, был вопрос о мощности аллювия в пойменной части долины Оки. Так, в ходе бурения створа скважин у села Иванчино (Рыбновский район Рязанской области) под пачками современного аллювия были обнаружены древние аллювиальные осадки. Мощность их, по данным А. С. Рябченкова, достигала 25 м [Рябченков, 1937, с. 25]. Стало очевидно, что в долине Оки существуют древние аллювиальные врезы, возможно не один, а несколько. Следовательно, происходило перемещение окского русла, не исключалась и возможность блуждания его по днищу Мещёрской низменности. Взгляды о перестройке гидрографической сети были развиты в основных работах Г. Ф. Мирчинка и Ю. И. Иосифовой.
Представления о нестабильности русловой системы Оки в геологическом масштабе времени были обоснованы к началу 1930‑х годов. Г. Ф. Мирчинк считал, что главной реки волжского бассейна в первую половину четвертичного периода не существовало, а воды Оки соединялись с водами реки Дон. Разрабатывалась концепция «пра-Нерли», в рамках которой предполагалось, что главной рекой волжского бассейна до днепровского оледенения была река Кама [Мирчинк, 1933, с. 161]. Меридионально ориентированный поток Ока–Клязьма в то время впадал в реку Дон. На сегодняшний день большинство авторов считают эту схему ошибочной, так как сток на юг должен был осуществляться через долину реки Проня, при описании четвертичных отложений которой (да и южной Мещёры) Г. Ф. Мирчинк основывался на допущении о едином возрасте первых надпойменных террас и пойм рек в их долинах.
Еще до 1920‑х годов предполагалось, что долина Оки имеет дочетвертичный возраст, однако плиоценовое ее происхождение было убедительно доказано лишь в диссертации Ю. И. Иосифовой [Иосифова, 1977, с. 118]. В частности, в работах автора рассмотрена пространственная ординация и седиментологическая архитектура отложений Салтыковского плиоценового и Токаревского миоценового прогибов, в пределах которых мощность осадков (преимущественно песков и супесей, реже глин) достигает 40–44 м. Сами прогибы — гигантские, меридионально ориентированные «ложбины», служившие каналами сброса талых ледниковых вод на стадии деградации днепровского ледника.
Структура и слоистость аллювиальных осадков в окской долине до массового бурения отрядами геологических партий, что было характерно для последующих периодов, в 1920–1940‑е годы приводятся в небольшом количестве разрезов. Описание условий залегания аллювия и характеристика его ископаемых фаций послужила фактической основой для основной геоморфологической карты долины реки Оки того времени. Она была составлена Г. В. Обедиентовой для Спасско–Ижевского участка долины уже в 1948 году. В работах автора, оставившего глубокий след в учении о геолого–геоморфологических факторах русловых процессов в четвертичное время, находим минералогическое и палеоботаническое описание нескольких разрезов четвертичных отложений [Обедиентова, 1948, с. 197]. Позднее ею исследовались, наряду с параметрами мощности четвертичных отложений и высоты кровли коренных пород в долине рек Волги и Оки, распределения основных осадочных показателей: Md, коэффициенты сортировки по So и по методу Фолка и Варда. Для долин этих рек выделены эрозионные циклы, что явилось главным результатом ее работы [Обедиентова, 1974, с. 136]. По мнению Г. В. Обедиентовой, аллювиально–зандровая равнина южной Мещёры была сформирована в одинцовское и московское время после таяния днепровского ледника. В первом приближении, таким образом, были установлены главные черты среднечетвертичной палеогеографии южной части Мещёрской низменности.