В числе кандидатов на замещение вакансий, объявленных по конкурсу, был и Сергей Васильевич Лебедев, кандидатуру которого в академики выставили многие научные и общественные организации Советского Союза.
Заседания выборной комиссии, происходившие с участием представителей союзных республик и промышленности, состоялись 1–3 марта 1932 года. Комиссия встретилась с большими затруднениями: кому из кандидатов, выдвинутых на 13 вакантных кафедр, отдать предпочтение? Среди них были крупнейшие ученые Советского Союза, чья научная и практическая деятельность была неразрывно связана с великими социалистическими cтройками и коренными преобразованиями, проводимыми в нашей стране. Среди кандидатов был И. Г. Александров — крупный ученый и практический деятель в области энергетики, автор проекта Днепрогэса и других гидротехнических сооружений; И. П. Бардин — известный ученый-металлург, руководивший в то время одним из гигантов первой пятилетки — Кузнецким металлургическим комбинатом; Э. В. Брицке — виднейший химик и металлург, широко известный своими работами в области комплексной разработки проблем химизации народного хозяйства; Б. Е. Веденеев — известный ученый-гидроэнергетик, один из участников составления плана ГОЭЛРО, главный инженер Днепрогэса; А. В. Винтер — крупный специалист в области строительства и эксплуатации электростанций, чье имя было связано со строительством Шатурской станции и Днепростроя, начальником которого он был; А. А. Байков — крупный ученый-химик и металлург, впоследствии Герой Социалистического Труда; Г. О. Графтио — известный ученый-энергетик, главный инженер строительства первенца советской гидроэнергетики Волховстроя; И. В. Гребенщиков — крупный ученый в области химии силикатов, один из основоположников производства оптического стекла и автор новой химической теории полировки металлов, нашедшей затем широкое применение; М. А. Павлов — выдающийся металлург; Н. Н. Павловский — крупнейший гидротехник и многие другие.
Несмотря на то, что но конкурсу было объявлено замещение по техническим наукам 13 кафедр, выборная комиссия рекомендовала общему собранию 14 кандидатов и признала необходимым просить Академию наук возбудить ходатайство перед правительством о предоставлении дополнительной кафедры по химической технологии «для замещения ее кандидатом С. В. Лебедевым, известным своими выдающимися работами по синтетическому каучуку». Это предложение выборной комиссии было принято.
В общем собрании Академии наук СССР 29 марта 1932 года Сергей Васильевич был избран действительным членом Академии наук СССР по техническим наукам (44 голосами из 46).
Выборы в Академию наук в марте 1932 года помогли ей занять ведущее место в развитии не только отечественной, но и мировой науки, ведь, кроме названных нами крупнейших специалистов в области технических наук, в это же время были избраны академиками С. И. Вавилов, Н. Н. Семенов, А. А. Богомолец и другие.
Пребывание Сергея Васильевича в числе действительных членов Академии наук охватывает последний период его жизни, который длился немногим более двух лет. Но, несмотря на это, деятельность Сергея Васильевича в Академии наук была весьма разносторонней.
Сейчас уже открылась возможность сочетать напряженную работу с разумным отдыхом, подумать о сбережении здоровья, подорванного лишениями юности. Воспользовавшись подарком правительства — легковой машиной (большая для тех лет, но вполне заслуженная роскошь!), Сергей Васильевич и Анна Петровна Лебедевы все свое свободное время проводили в Детском Селе (так назывался тогда зеленый пригород Ленинграда, былая летняя резиденция царей, ныне город Пушкин).
Сергей Васильевич быстро научился управлять автомашиной, выдержал экзамен и получил права шофера. Анна Петровна Остроумова-Лебедева вспоминала:
«Дорога от Ленинграда до Детского Села доставляла нам огромное удовольствие. Мы видели окружающий пейзаж в разное время дня и в разные месяцы года. Вся природа кругом была такая родная и близкая.
Приходила весна. Мы наблюдали, как шла борьба между зимой и весной, весна одолевала, яркое солнце ей помогало. Кругом журчали ручейки, пробираясь между прошлогодней белесоватой травой/ Стройные деревца с еще оголенными ветками рисовались тонко на бледно-голубом небе и отражались в ручейках. И как неожиданно и странно издали нам показалось, что на фоне еще бледной, едва проснувшейся природы цветут пышные кусты розовых я белых гортензий, красных пионов и других великолепных цветов. Подъехав ближе, мы увидели, что это просто-напросто выстиранное разноцветное белье, которое сушится, надетое на окружающие кусты…